水中气泡的动态特性一直是很多领域关心的重要基础性问题,气泡应用十分广泛,包括石油开采、化学工业、海洋环境、医疗等领域。由于气泡运动的复杂性,人们对气泡种种特性的研究仍不够充分,很多未知的机理有待探索。例如水下爆炸气泡形成初期,气泡运动速度很快,内部温度高达5000K,其脉动过程中与周围流场存在着能量交换,导致其最大半径逐渐减小。本研究拟从气泡运动的基本现象入手,针对以往采用基于等熵过程的不可压缩势流理论求解气泡脉动导致其能量不损失的缺陷,探索气泡脉动中能量耗散的机理,主要研究内容包括1)、分别基于波动方程、热传导方程和相变平衡方程,建立计及不同能量损失过程的气泡动力学三维数值模型;2)、研究不同能量耗散特性对气泡坍塌、射流等重要动力学行为的影响;3)、设计水中高电压电火花气泡生成器,研究不同边界条件下气泡运动及射流特性,验证本研究建立数值模型有效性,旨在为气泡领域相关研究提供参考。
英文主题词Bubble dynamics;Energy dissipation;Weak compressible fluid;Heat transfer;Experimental technics