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上浮气泡在壁面处的弹跳特性研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:物理学报
  • 时间:2014.3.8
  • 页码:266-272
  • 分类:O647.1[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨150001
  • 相关基金:中组部青年拔尖人才支持计划,优秀青年科学基金(批准号:51222904); 新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET100054)资助的课题
  • 相关项目:水下爆炸与舰船毁伤的基础力学问题研究
作者: 李帅|张阿漫|
中文摘要:

本文针对毫米量级的上浮气泡在壁面处的弹跳现象进行数值研究.基于势流方法求解气泡的运动,同时考虑气泡的表面张力作用.在伯努利方程中,对气泡与壁面之间水膜中因黏性引起的压力梯度进行修正,开发相应的计算程序,计算值与实验值符合良好.从气泡弹跳的基本现象入手,研究了特征参数对气泡弹跳过程的动态特性以及最终平衡形态的影响.发现随着泡在撞击壁面之前上浮距离增大,气泡回弹距离和弹跳周期增加,但是当上浮距离增加到一定程度后将不会影响气泡的弹跳特性;表面张力是影响气泡弹跳特性的重要因素,气泡的弹跳周期随其增大逐渐减小,但回弹距离却呈现先增后减的规律;最后,影响气泡最终平衡形态的主要因素是气泡的浮力参数与韦伯数.

英文摘要:

Some numerical studies were carried out on micrometer-sized rising bubble bouncing near a rigid boundary. Taking surface tension into consideration, the bubble motion could be solved using the potential fiow theory. A correction should be made in Bernoulli equation because the pressure gradient was caused by the viscosity between the bubble and the wall. The numerical result agree well with the experimental data. Based on the fundamental phenomenon, we have studied the infiuence of characteristic parameter on bubble bouncing behavior, and the balanced shape due to the action of the wall. With the increase of the rising distance of the bubble, the distance of the bubble bouncing downward and the period of bouncing would increase. However, they would not change obviously when the rising distance is large enough. Surface tension has great efiect on the dynamic behavior of the bubble. The bouncing period decreases when surface tension becomes large, but the bouncing distance will have an increase before it gradually decreases. Finally,the balanced shape of the bubble due to the wall efiect can be mainly controlled by buoyance parameter and the Weber number.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876