不可凝气体对蒸汽气泡坍塌影响的数值研究

我们数值研究了蒸汽气泡内部不可凝气体对球形与非球形气泡坍塌的气泡动力学、坍塌压力及压力冲击的影响。蒸汽气泡内部的自由气体具有阻尼作用，可以削弱压力波并增强气泡反弹。为了在数值上估计这种效应，我们推导并验证了一个包含气体的蒸汽气泡多组分模型。对于空化液体和不可凝气体，我们采用了具有所有组分耦合状态方程的均相混合物模型。空化液体的空化模型是一个正压热力学平衡模型。考虑了所有相的可压缩性，以捕捉气泡坍塌的冲击波。在利用解析能量分配模型验证该模型后，我们对具有不同离壁距离的壁面附着气泡坍塌进行了模拟。不可凝气体对反弹和发射冲击波阻尼的影响得到了很好的捕捉。