压力振荡对剪切稀薄流体中气泡上升动力学的影响

我们研究在高度粘性剪切稀薄流体中，气泡因外部压力驱动产生周期性体积振荡而上的动力学。我们采用卡鲁uex-Yasuda 模型描述流体的 rheological 行为，并使用有限元方法离散化方程。我们对气泡上升动力学进行参数研究，改变外部压力驱动的幅度和频率，以及气泡半径。由于外部压力振荡，气泡发生体积变化，使流体受到的剪切速率远大于自然上升所导致的速率，导致周围流体粘度变稀。数值结果表明，由于剪切稀薄流体特性与外部驱动之间的相互作用，气泡上升动力学变得高度非线性和不稳定。因此，气泡的周期平均上升速度可比其自然上升速度高出数个数量级。随着压力驱动的幅度和频率或气泡半径的增加，这些非线性效应变得越来越重要。定性地，数值模型在平均上升速度方面与以前的实验结果一致。然而，实验显示气泡的终端速度低于数值预测值，并且在上升过程中气泡形状存在差异。这些差异可能归因于将流体 rheology 模型化为广义牛顿流体而非弹性流体。