与刚性壁接触的溃灭气泡动力学研究
流体动力学
2024-01-12 v1
摘要
本工作揭示了与刚性壁接触的球冠气泡的动力学响应取决于溃灭前瞬间的有效接触角。该参数使我们能够区分两种机制，其中溃灭气泡与其周围介质相互作用的机制显著不同：当接触角小于90度时，观察到指向壁面的经典射流；而当初始接触角大于90度时，出现平行于壁面的环形再入射流。我们表明，这种行为的改变可以用小时间脉冲势流理论来解释，该理论显示当接触角大于90度时，接触线初始加速度存在奇异性。直接数值模拟表明，尽管粘性在时使解正则化，但在时解仍然是奇异的。在这些情况下，数值和实验结果表明，扁平气泡的溃灭最终可能导致涡环的形成，并意外地引起长程效应。气泡在最大膨胀时刻的几何形状对整个溃灭过程的作用被证明可以被脉冲势流理论很好地捕捉，该理论可以很容易地推广到其他气泡形状。这些结果可能直接应用于地球物理流的解释，以及生物医学、航海、制造和声化学应用的控制与设计。
引用
@article{arxiv.2401.05567,
title = {On the dynamics of a collapsing bubble in contact with a rigid wall},
author = {M Saini and E Tanne and M Arrigoni and S Zaleski and D Fuster},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.05567},
year = {2024}
}