气泡动力学、空化与水下爆炸的Kirkwood-Bethe假设
流体动力学
2024-05-10 v2
摘要
压力驱动气泡动力学是当前流体动力学研究的一个主要课题,其驱动力来自创新的医学疗法、声化学、材料处理和地球物理勘探。Kirkwood-Bethe假设于1942年首次提出,为控制压力驱动气泡动力学以及由此产生的球对称流场和声发射的方程提供了一种简单的闭合方法。从Kirkwood-Bethe假设导出的模型可以使用标准数值积分方法求解,计算成本仅为完全解析模拟的一小部分。本文收集并回顾了Kirkwood-Bethe假设的理论基础以及由此导出的当代模型,并将其推广到球对称、柱对称和平面一维域。此外,澄清了支撑假设,并提出了新的结果,这些结果审视了Kirkwood-Bethe假设在弯曲声波经历的复杂声阻抗和冲击波形成方面的预测能力。尽管Kirkwood-Bethe假设建立在简化假设之上,并且缺乏一些基本的声学特性,但由此导出的模型能够在与压力驱动气泡动力学、空化和水下爆炸相关的特定条件下提供准确的预测。
引用
@article{arxiv.2404.17361,
title = {The Kirkwood-Bethe hypothesis for bubble dynamics, cavitation and underwater explosions},
author = {Fabian Denner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.17361},
year = {2024}
}
备注
Typos in Section VII have been corrected in this version of the preprint. This article has been accepted for publication in Physics of Fluids