单空化气泡射流的标度律

经历非球形塌缩的空化气泡内部会产生快速液体射流，称为微射流。在此我们回顾了不同起源、尺度和外观的微射流，并提出了一个统一框架，通过各向异性参数 $\zeta$ 来描述其动力学，该参数代表塌缩点处液体动量（开尔文冲量）的无量纲测度。该参数对于各种射流驱动力（包括重力和附近边界）均给出了严格定义。将理论考虑与数百张在刚性表面附近、自由表面附近或可变重力下塌缩气泡的高速可视化图像相结合，我们将射流分为三种不同的状态：弱、中等和强。弱射流（$\zeta<10^{-3}$）几乎不穿透气泡，而是在整个塌缩和回弹过程中保留在气泡内。中等射流（$10^{-3}<\zeta<0.1$）在接近最后塌缩阶段时穿透对侧气泡壁，并在回弹期间明显显现。强射流（$\zeta>0.1$）在塌缩早期穿透气泡。通过射流撞击时间、射流速度、气泡位移、射流撞击时的气泡体积和蒸汽射流体积等关键可观测量分析了射流的动力学。我们发现，在将这些可观测量归一化为无量纲射流参数后，它们都简化为 $\zeta$ 的直接函数，我们可以使用势流理论在数值上重现这些函数。这一结果的一个有趣推论是，对单一可观测量（如气泡位移）的测量足以估计任何其他参数（如射流速度）。值得注意的是，中等和弱射流的无量纲参数仅取决于 $\zeta$，而不取决于射流驱动力。在相同状态下，发现射流参数可由 $\zeta$ 的幂律很好地近似，我们通过解析论证对此进行了解释。