毫米级液滴内的气泡形成和喷射
摘要：泡泡在自由落体过程中产生的液滴内的核化和连续动力学的实验和模拟研究已经展示出来。在气泡核化时，毫米级大小的液滴几乎呈球形。我们研究了稀化波产生的二次气泡的核化，这是当激光诱导等离子体发射的激波在液滴表面反射时产生的。有趣的是，观察到三维气蚀气泡团簇。将其形状与使用CFD模型计算的负压分布进行比较，并允许我们估算气蚀阈值。高速记录下的液滴/气泡动力学与相同初始条件下模拟的速度和压力场相互补充。通过使用一个与液滴尺寸、气泡最大半径和气泡在液滴内的相对位置有关的无量纲离射参数对气蚀事件进行分类，定性评估了曲面自由表面的接近对气泡喷射动力学的影响。此外，我们通过实施结构相似性算法来比较在平面附近产生的气泡和液滴内部的气泡的情况，研究了液滴的曲率的作用。这种定量比较方法表明，在不同边界影响下的气泡在等效离射距离处表现出非常相似的方式。激光诱导气泡的振荡促进了雷利-泰勒和雷利-普拉托不稳定性的产生，从而观察到液滴表面的现象。通过改变气泡和液滴最大半径的比值来研究导致液滴表面失稳的具体机制。
作者：Juan Manuel Rossell''o, Hendrik Reese, K. Ashoke Raman, Claus-Dieter Ohl
论文ID：2303.15047
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-07