微喷气形成是由球形和圆形空洞气泡相互作用引起的
Jaka Mur1, Alexander Bußmann2, Thomas Paula2
1Faculty of Natural Sciences, Institute for Physics, Department Soft Matter, Otto-von-Guericke University Magdeburg, Magdeburg, 39106, Germany; Faculty of Mechanical Engineering, University of Ljubljana, Askerceva 6, Ljubljana, 1000, Slovenia.
Ultrasonics sonochemistry
|December 12, 2024
概括
我们发现, toroidal 气泡的冲击波会产生微喷气,穿透球形气泡,导致它们崩并放大反弹. 微喷气的速度取决于气泡的近距离,达到1000m/s.
科学领域:
- 流体动力学 流体动力学
- 声学 声学 在声学方面
- 化物理 化物理
背景情况:
- 化泡的动力学在各种工程应用中至关重要.
- 了解泡相互作用,特别是与边界的相互作用,是控制侵蚀和混合等现象的关键.
- 圆形和球形气泡相互作用给流体力学带来了复杂的挑战.
研究的目的:
- 为了研究球形和圆形化气泡之间的相互作用.
- 分析泡崩过程中产生的微喷气的形成和影响.
- 量化阻隔距离和二次空洞化对微喷气特性和泡反弹的影响.
主要方法:
- 泡相互作用的综合实验和数值模拟.
- 高速成像以捕捉泡动态和微喷射形成.
- 计算流体动力学 (CFD) 模拟冲击波传播和泡崩.
主要成果:
- 从圆形气泡聚焦的冲击波产生高速的微喷射 (高达1000米/秒),指向球形气泡.
- 微射流的形成和强度受到泡之间的初始对峙距离的强烈影响.
- 二次化显著增强了微喷气冲击,导致早期的球形泡崩.
- 崩后的反弹显示球形泡的体积增加了两倍以上.
结论:
- 相互作用动态导致有针对性的微喷射和随后的球形泡崩.
- 阻隔距离是控制微喷气速度和冲击的关键参数.
- 二次化在加强相互作用效应方面发挥着重要作用.
- 放大反弹表明能量转移或修改声学排放的可能性.
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