Elasto-visco-plastic材料中两气泡的流体力学相互作用：尺度差异较大的气泡
流体动力学
2024-08-26 v1
摘要
我们考虑在弹性粘弹塑性（EVP）材料中，两个沉 buoyant气泡的上升及相互作用问题，这是我们前期关于等尺寸气泡研究[ Kordalis等，Phys. Rev. Fluids 8, 083301，（2023）]的延续。主要考虑0.1%水溶Carbopol溶液，并采用Saramito-Herschel-Bulkley模型进行建模。最初，我们针对特定的初始分离距离，考察不同气泡半径的动力学，并确定导致三种不同模式的条件：气泡靠近、气泡分离以及建立恒定距离。具体而言，当领先气泡（LB）小于尾随气泡（TB）时，由于LB的浮力较小，两个气泡会靠近彼此。强烈的吸引也发生在两个气泡的浮力与黏性力之比相当的情况下。相反，当TB的尺寸使得该比值适中或较小时，模式由LB的尺寸决定：当LB显著大于TB时，导致两气泡的分离；相反，仅稍大于TB的LB可能导致两气泡以相同终端速度上升，维持恒定距离，其大小主要由周围介质的弹性响应所决定。领先气泡后方的负涡流与其后端施加应力的轻微修正共同产生这种动力学平衡。若初始距离超过临界值，该平衡可通过其他特定气泡尺寸对实现，若低于该临界值，则气泡靠近。最后，我们构建了TB半径与气泡半径比例与不同初始分离距离和材料属性下三种模式的图谱。
引用
@article{arxiv.2408.12898,
title = {Hydrodynamic interaction between coaxially rising bubbles in elasto-visco-plastic materials: Bubbles with a wide range of relative sizes},
author = {Athanasios Kordalis and Yannis Dimakopoulos and John Tsamopoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.12898},
year = {2024}
}
备注
36 pages, 18 figures