气泡生长与溶解的历史效应。第2部分：附着于水平平板的球形气泡的实验与模拟
流体动力学
2017-06-06 v1
摘要
准确描述可溶性气泡在过饱和或欠饱和溶液中的生长或溶解动力学需要考虑多种物理效应，这些效应影响瞬时传质速率。其中之一是所谓的历史效应，它指的是气泡周围由过去气泡与液体环境之间的传质事件发展而来的局部浓度边界层的贡献。在本工作的第1部分\citep{penas2016}中，针对孤立球形气泡给出了该效应的理论处理。这里，第2部分提供了关于附着于水平平板且在重力存在下的球形气泡的历史效应的实验和数值研究。本文开发的模拟技术基于流函数-涡量公式，可应用于其他在重力场中气泡或液滴交换质量的流动。利用该数值工具，在与实验相同的条件下进行模拟，其中气泡通过环境压力的阶跃变化经历后续的生长和溶解阶段。除了证明历史效应的相关性外，模拟还强调了边界诱导对流对准确描述气泡生长和收缩（即气泡半径演化）的重要性。此外，自然对流具有显著影响，即使在短时间内也会在速度场中显现，尽管根据本文研究的过饱和条件，气泡演化预计主要是扩散性的。
引用
@article{arxiv.1706.00985,
title = {The history effect on bubble growth and dissolution. Part 2. Experiments and simulations of a spherical bubble attached to a horizontal flat plate},
author = {Pablo Peñas-López and Álvaro Moreno Soto Miguel and A. Parrales and Devaraj van der Meer and Detlef Lohse and Javier Rodríguez-Rodríguez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.00985},
year = {2017}
}