刚性表面附近气泡的黏性生长与回弹

受气泡驱动微型火箭中催化表面附近微气泡动力学启发，我们从理论上考虑了 Stokes 流中平坦无滑移表面附近自由球形气泡的生长。气泡表面的流动以恒定滑移长度表征，从而可调节其表面的流体动力学迁移率，并在同一表述中处理洁净气泡、污染气泡以及刚性壳层。从无穷小尺寸的气泡出发，解析地获得了生长气泡上的流体流动与流体动力学力。我们证明，取决于气泡滑移长度相对于初始到壁面距离的取值，气泡要么单调排开其与壁面间的流体，使液膜指数变薄，要么在最终排开薄液膜前先从表面回弹一次。洁净气泡被证明总是一直单调地被表面排斥的奇异极限。具有有限滑移长度气泡的回弹事件在润滑极限下被进一步详细分析。特别地，我们确认流体动力学力方向反转的起源在于气泡与表面间液膜内流动图案的变化及相关的润滑压力。最后，观察到液膜的最终排开动力学对所有有限滑移长度均遵循普适的代数标度。