激光诱导单个化泡泡动力学在微尺度粗性存在的情况下

科学领域:

• 流体动力学 流体动力学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面工程是什么?表面工程是什么?

背景情况:

• 洞化引起的侵蚀是液压和海洋系统的一个重要问题.
• 在固体边界附近的泡崩会产生破坏性的力量.

研究的目的:

• 为了研究微结构粗表面作为一种被动控制技术对化侵蚀的有效性.
• 分析表面微粗度对泡崩动态的影响.

主要方法:

• 使用高速成像来观察单个泡崩的动态.
• 激光产生的等离子激发泡形成在光滑和微小粗的表面附近.
• 在不同相对墙壁距离上追踪了气泡半径的演变.

主要成果:

• 光滑的表面诱导了对称的泡崩,形成与墙壁相连的圆形结构.
• 微型粗的表面诱导了不对称的崩和反弹,产生了从表面移开的反射.
• 粗性降低了微射流动量和 toroidal 腔的大小,降低了侵蚀潜力.

结论:

• 微尺度的表面粗性在崩过程中显著改变了泡动态.
• 这种改变有效地减轻了洞穴的破坏性影响,提供了一个新的侵蚀控制策略.
• 表面修饰是一种有希望的被动方法,可以减少关键系统中的洞穴侵蚀.