两个气泡相互作用的某些动力特性研究
研究气泡的运动规律的原理
研究气泡的运动规律的原理
研究气泡的运动规律主要涉及流体力学和表面物理学原理。
首先，在液体中，气泡受到了多种力的作用，主要有浮力、惯性力、表面张力、黏滞阻力等。
这些力共同决定了气泡的运动规律。
浮力是气泡在液体中运动的一个重要因素。
根据阿基米德原理，气泡受到的向上浮力等于所排开的液体重量。
当气泡上升时，浮力大于气泡的重力，气泡会上升；当气泡下降时，浮力小于气泡的重力，气泡会下降。
惯性力是由于气泡的加速度引起的。
当气泡在液体中受到外力时，会产生加速度。
根据牛顿第二定律，惯性力等于质量乘以加速度。
这就意味着，气泡的加速度越大，惯性力越大。
表面张力是气泡运动中的另一个重要因素。
液体表面的分子之间存在着相互吸引力，这种力使得液体表面趋向于最小化表面积。
当气泡增大时，液体表面积减小，表面张力会将气泡收缩；当气泡缩小时，液体表面积增加，表面张力会将气泡扩展。
这种表面张力力量与气泡的半径成反比。
最后，黏滞阻力是气泡在液体中运动时产生的一种阻力。
黏滞阻力与气泡运动速度成正比。
当气泡速度很快时，液体会对气泡施加较大的阻力，限制气泡的运动速度。
综上所述，在液体中，气泡的运动规律受到浮力、惯性力、表面张力和黏滞阻力等因素的共同影响。
根据这些作用力的相互作用，可以研究和解释气泡在不同条件下的运动特性。
气泡流体力学特性的数值模拟研究
气泡流体力学特性的数值模拟研究气泡流体力学是一种研究气泡在流体中运动和相互作用的学科。
气泡可以在自由液面、气泡分散液体中和液面下运动。
气泡流体力学的研究不仅可以解释气泡在流体中的行为，并且可以为水下推进器、气泡塔和气泡浮力等应用提供理论、技术支持。
气泡流体力学的理论研究需要依赖于实验和计算。
实验虽然可以直观地观察气泡在液体中的运动，但由于实验的限制，往往无法得到全面、准确的数据。
而计算则可以方便地获取气泡在流体中的各种特性，提高研究的准确性和可靠性。
数值模拟是气泡流体力学中的一个重要方法。
数值模拟可以通过计算机对气泡运动的各种特性进行模拟，如气泡尺寸、速度、形态、破裂和聚合等，从而使气泡流体力学的理论研究更加深入和完整。
数值模拟气泡流体力学主要依赖于计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）技术。
CFD技术是一种将流体力学理论、数值计算方法和计算机技术结合起来的一种技术，主要用于对流动的数值模拟分析和计算。
CFD 技术的应用使得气泡流体力学的数值模拟成为可能。
气泡流体力学的数值模拟主要分为欧拉法和拉格朗日法。
欧拉法是一种基于控制体积的流体力学数值模拟方法，将物体分为以一定点为中心的一个体积，通过对这个体积的运动状态进行计算，来推求物体在宏观上的运动和力学特性。
欧拉法在气泡流体力学中应该用于大气泡的计算模拟。
拉格朗日法是一种基于对粒子移动轨迹的运动方程建模的数值模拟方法，这种方法的优点是可以准确地追踪气泡的运动轨迹，可以用于小气泡的模拟计算和气泡间作用。
此外，拉格朗日法还可以将气泡的形态变化考虑进去，使得模拟结果更加准确。
数值模拟气泡流体力学方法的应用范围很广。
例如，在水下推进器中，气泡的运动和破裂对推进器的性能有很大的影响。
通过数值模拟气泡流体力学，研究人员可以预测气泡的行为，为推进器的设计和优化提供指导。
同样地，数值模拟气泡流体力学在气泡塔中、气泡浮力中也有广泛的应用。
气泡之间的融合原理是什么
气泡之间的融合原理是什么气泡融合指的是两个或多个气泡在一起形成一个更大的气泡的过程。
气泡融合是一种常见的现象，在生物、物理、化学等领域中都有广泛的应用。
气泡融合的原理主要涉及表面张力、扩散、凝聚和动力学过程等。
首先，气泡的融合与表面张力有关。
表面张力是液体表面分子间的相互作用力，它使液体表面趋于缩小，形成一个更加紧凑的形态。
当两个气泡靠近时，它们的液体接触面会不断增大，而液体表面的分子会不断移动以减小表面积，这会导致气泡的融合。
其次，气泡融合过程中扩散是一个重要的因素。
扩散是指物质在不同浓度之间的自发性运动，它会导致物质从浓度高的区域向浓度低的区域扩散。
当两个气泡靠近时，它们内部的气体会开始通过气泡之间的液体相互扩散，并向浓度低的区域移动。
这种扩散过程会加速气泡的融合。
此外，气泡融合还与凝聚作用有关。
凝聚是指分子或小颗粒聚集在一起形成更大的对象。
在气泡融合过程中，液体中的分子或小颗粒会向气泡内部聚集，使得气泡的体积增大。
凝聚作用促进了气泡融合的发生。
最后，气泡融合还涉及到动力学过程。
在气泡融合的过程中，有两种主要的动力学机制：吸附-膨胀和亚稳态融合。
吸附-膨胀是指气泡表面的分子向内部扩散，然后在内部膨胀，从而导致气泡融合。
亚稳态融合是指两个气泡接触后形成亚稳态结构，随后这个结构会由于负压和溶质浓度梯度，引发内部负压的逐渐减小，溶质浓度的逐渐均一，以及表面能的减小而不断发展，最终达到平衡态。
总结起来，气泡融合的原理主要包括表面张力、扩散、凝聚和动力学过程。
在气泡融合过程中，表面张力使液体表面趋于缩小，扩散使气体在气泡之间自发扩散，凝聚使气泡的体积增大，动力学过程促进气泡融合的发生。
这些原理共同作用下，两个或多个气泡会融合成一个更大的气泡。
两个气泡相互作用的某些动力特性研究
两个气泡相互作用的某些动力特性研究李章锐;宗智;董婧;孙雷【摘要】Dynamic characteristics of three-dimensional underwater bubbles are simulated using boundary integral method. The mathematical model and numerical implementation are presented in detail. The evolution of the two bubbles under three different buoyancy parameters (no gravity, weak buoyancy parameter and strong buoyancy parameter) was investigated. The calculated results indicate that the bubble shapes and jet characteristics are very different under different buoyancy parameters. The jet formation and development have very close relationship with gravity effect. The interactions of two bubbles under different distances and strength parameters are also simulated. This study could provide a reference to the study of bubble dynamics.%文章采用边界积分方法模拟三维水下气泡的动力特性,详细阐述气泡计算的数学模型和数值实施过程,探究了三种不同浮力参数情况下(无重力、弱浮力、强浮力)气泡的演变情况.计算结果表明,在不同的浮力参数下,气泡形状和射流特点有着显著的区别,射流形成和发展与重力有着密切的联系.文中计算了两气泡在不同距离和不同强度参数下的相互作用的特点,为气泡动力特性的研究提供了参考.【期刊名称】《船舶力学》【年(卷),期】2012(016)007【总页数】13页(P717-729)【关键词】边界积分法;气泡动力特性;浮力参数;射流【作者】李章锐;宗智;董婧;孙雷【作者单位】大连理工大学船舶工程学院,辽宁大连116023;大连理工大学船舶工程学院,辽宁大连116023;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116023;大连理工大学船舶工程学院,辽宁大连116023;大连理工大学船舶工程学院,辽宁大连116023;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】O351气泡为我们日常生活所熟知，并在物理、化学、医学和技术等领域占据着重要地位，然而它的行为特点有时很令人吃惊和难以预测，而且在很多情况下不为人们所知。
气泡动力学特性的三维数值模拟研究
气泡动力学特性的三维数值模拟研究引言：气泡动力学特性的研究在科学与工程领域具有重要意义。
气泡的运动和变形对于多个领域的过程有着显著的影响，比如在能源工程、环境工程和生物医学等方面。
本文通过三维数值模拟研究，探索气泡在不同流场条件下的运动和形态变化，深入分析气泡动力学的特性。
一、数值模拟方法的选择在研究气泡动力学特性时，数值模拟方法是一种有效且灵活的手段。
本文选择了三维数值模拟方法，通过数值求解流体力学方程和热传导方程，确定气泡的运动和形态变化。
二、气泡的动力学模型气泡的运动受到力学和热传导的耦合作用。
本文建立了一个综合考虑了浮力、阻力、表面张力等力的气泡动力学模型。
同时，在研究中还考虑了温度对气泡的影响，建立了热传导模型。
三、气泡在静态流场中的数值模拟结果本文首先对气泡在静态流场中的运动进行数值模拟。
在模拟中，我们固定了气泡的初始位置和形态，然后通过数值方法求解流体力学方程，确定气泡的运动轨迹。
结果表明，在静态流场中，气泡的运动轨迹受到浮力和阻力的影响，随着时间的推移，气泡会逐渐趋向于平衡状态。
四、气泡在动态流场中的数值模拟结果本文进一步研究了气泡在动态流场中的运动和形态变化。
在模拟中，我们改变了流场的速度和方向，通过数值方法求解流体力学方程，得到了气泡在不同流场条件下的运动轨迹和形态。
结果表明，在动态流场中，气泡的运动更加复杂，流体的速度和压力分布对气泡的形态和运动轨迹产生了显著影响。
五、对气泡动力学特性的讨论和分析通过对数值模拟结果的分析和讨论，我们深入研究了气泡动力学的特性。
不同流场条件下气泡的运动和形态变化呈现出多种多样的特点，这为气泡在工程中的应用提供了理论依据和参考。
结论：本文通过三维数值模拟研究，对气泡动力学特性进行了深入分析。
研究结果表明，气泡的运动和形态变化受到多种因素的影响，在不同流场条件下呈现出不同的特点。
这些研究成果对于提高气泡在工程应用中的效率和精度具有重要意义。
同时，本文的研究方法和模型也为类似问题的研究提供了参考。
幂律流体中平行上升双气泡间相互作用研究
ｃｒ ｉ ｖｌｅ ｔｅｂｈｖｏ ｏ ｄｕｌ ｂ ｂ ｓ ｓ ｕｈｃ ｓ ｅｓ ￣ ｕ ｂｅｒｉｇｐｏｅｓ ｉ ｏ ｔｎｅ ｃ ｏ ．Ｆｒ ｅｔｎ ａ ，ｈ ａｉ ｆ ｏ ｅ ｕ ｌ ｃ ｌ ｅｔ ｔ ｉ ｅｂ ｌ ｉ ｎ ｒｃｓ ｗｔ ｕ ｉｔ ａｔｎ ｏ ａ ｕ ｅ ｒ ｂ ｂ ｅ ｉ ｍ ｏ ｏｈ ｎ ｂ ｓ ｈ ｒ ｉ
ｂ ｂ ｌｓ Ｐ ａｌｌｃ ａｅ ｃ ｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｕ ｂｅ Ｃ ＵＳ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｉ ｉ ａ ｉｔ ｃ ｓ ｓ ｌｌ ｕ ｂ ｅ ． ａ ｌｅ ｏ ｌｓ ｅ ｃ ｅｗｅ ｎ ｂ ｂ ｌｓ Ｏ Ｃ Ｉ ｅ ｈ ｎ ｔ ｌｄ ｓａ ｅ ｉ ｍａ ，ｗｈｌ ｅ ｂ ｈ ｖｏ ｆｄ ｕ ｌ ｒ ｉ ｎ ｉｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｉｒ ｏ ｏ ｅ ｂ
（ ｔｔ Ｋ ｙＬ ｂｒｔ ｙｏ ｈ ｍ ｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ｈｏ ｏ ｈ ｍ ｃ ｎｉｅｒ ｇａｄ Ｓａ ｅ ａ ｏａ ｒ ｆ ｅ ｉａ Ｅ ｇｎｅｉ ， ｃ ｏｌ ｆ ｅ ｉ Ｅ ｇ ｅｉ ｎ ｅ ｏ Ｃ ｎ Ｃ ｌ ａ ｎ ｎ Ｔ ｃ ｎｌ ｙ Ｔａｊ ｎｖｒ ｔ， ｉｎｉ ３ ０ ７ ，Ｃ ｉａ ｅ ｈ ｏ ｇ ， ｉｎｉ Ｕ ｉ ｓｙ Ｔａｊ ０ ０ ２ ｈｎ ） ｏ ｎ ｅｉ ｎ
ｂ ｂ ｅ ｃ ｍｅ ｎｅ ａ ｔｄ ｐ ｒｌｅ ｓｎ ｔ ｈ ｎ ｒａ ｅ ｏ ｎ ｔ ｉｔｎ ｅ ｂ ｕ ｌｓ ｂ ｏ ｓｉｔｒ ｃｅ ａａｌｌｒ ｉ ｇ ｗ ｈ ｔｅ ｉｃ ｅ ｆｔ ｉｉ ａ ｄｓａ ｃ ．Ａｆｅ ｈ ｎｔａ ｉｔ ｎ ｅ ｉ ｅ ｏ ｄ ａ ｅ ｉ ｉ ｓ ｈｅ ｉ ｌ ｔｒｔｅ ｉ ｉ ｌｄ ｓａ ｃ ｓｂ ｙ ｎ ｉ
的平 行上 升 ； 初 始 间距 增 大 到一 定 程 度 后 ， 气 泡 更 接 近 于 彼 此 无 影 响 的 平 行 上 升 过 程 。对 于 无 聚并 平 行 上 升 当 双
气泡群的动态物理特性研究_张阿漫
1引 言
研究气泡群之间的相互作用对许多工程应用都 有着重要的意义[ 1 9] . 例如, 在电子元件或医学设备 的超声波清洗中, 多个气泡伴随着射流产生, 射流指 向固体刚性表面以去除异物. 气泡产生以及分布状 态的最优或接近最优的状态还有待研究. 类似地, 在 冲击波碎石术疗法( 去除肾结石) 的生物医学应用 中, 主要作用机理是由壁面附近的坍塌气泡引起的 射流产生压力来破碎肾结石. 另外, 水下爆炸气泡射 流及其对水中结构的毁伤也是近年来的研究热点. 因此, 研究气泡群的动态特性能加深人们对这些领 域中相关物理现象的理解. 数值模拟已经证明了边 界元法( BEM) 是研究多气泡相互作用的复杂现象的 一种 有 效 方 法, 相 应 的 文 献 可 参 考 Blake 和 Gibson[1] , Wang 等 人[ 3, 4] , Zhang 等 人[ 10] , Rungsiyaphornrat 等人[ 11] 以及其他的文献. 边界元法 具有将问题减少一维的显著特征, 也就是说仅需离 散气泡与流场域的边界, 这将大大简化了前、后处理 以及计算量. 然而传统的边界元法生成满秩的大系 数矩阵[ 12, 13] , 在迭代过程中需要大小为 O ( N2 ) 的内 存. 这就提出了新的挑战同时也促使人们寻找更有 效的方法来解决大规模的数值模拟问题, 如 N 通常
可以用边界S 上的速度势和其法向导数表示, 利用 无穷远处边界条件, 边界积分方程可以写成
( x) =
S
(y n
)
G
(
x
,
y
)
- ( y ) nG ( x, y) dS ,
液体流动中的气泡动力学行为研究
液体流动中的气泡动力学行为研究在液体流动中存在气泡的行为是一个复杂而又重要的研究课题，涉及到流体力学、气体动力学以及多相流动等多个学科领域。
气泡在流动中的运动和变形对于许多工业过程和自然现象都具有重要的影响。
本文将对液体流动中的气泡动力学行为进行深入研究，从气泡的生成、运动、变形以及与周围流体的相互作用等方面进行探讨。
一、气泡的生成与运动液体中的气泡通常是通过物质的释放或者通过温度、压力等条件的变化而形成的。
在液体中存在着各种各样的气泡生成机制，例如核化、溶解和气体扩散等。
这些机制会导致气泡的大小、形态和数量上的差异。
当气泡生成后，它将随着液体流动而运动。
在流体中，气泡的运动受到流体的阻力和浮力的共同作用。
当流体速度较小时，气泡通常是以几何平衡的形态运动，而当速度增大时，流体的惯性力将会对气泡的运动产生明显影响。
二、气泡的变形与破裂在液体流动中，气泡的变形是一个重要的研究课题。
气泡的变形受到周围流体的剪切力和压力梯度的共同作用。
当气泡在流动中受到剪切力时，其形状将会发生变化，常见的形态包括球形、卵形和薄膜形等。
当气泡的变形达到一定程度时，它可能会发生破裂。
气泡的破裂可以产生剧烈的液体动力学现象，如涡旋、冲击波等。
破裂行为对于气泡运动和周围流体的扰动有着重要的影响，因此对气泡的破裂行为进行研究具有重要的理论和实际价值。
三、气泡与周围流体的相互作用在液体流动中，气泡与周围流体之间存在着复杂的相互作用。
当气泡与流体接触时，会产生接触线，这一接触线的形状和长度对气泡的稳定性和运动有着重要的影响。
同时，气泡与周围流体之间的质量传递、热传递和动量传递等过程也会对气泡的行为产生重要影响。
气泡的运动和变形还会对周围流体产生扰动。
这些扰动可以影响流体的速度场和压力场，从而改变流动的结构和特性。
因此，对气泡与周围流体的相互作用进行研究不仅有助于理解气泡的行为，也对于探索流体流动的机制有着重要的意义。
结论液体流动中的气泡动力学行为是一个复杂而又具有重要意义的研究领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基 金 项 目：创 新 研 究 群 体科 学基 金 （０ ２ ０ １；国 家重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 项 目（０ ０ Ｂ ３ ７ ） ５ ９ １０ ） ２ １ Ｃ ８２ ０ 作 者 简 介 ：李 章 锐 （９ ５ ）男 ， 连 理 工 大 学 船 舶 工 程 学 院博 士研 究 生 ，－ ａ ：ｉ ａｇｕｘ ａｏ． ｍ．ｔ １８ 一 ， 大 Ｅ ｍ ｉ ｌｈ ｎｒｉ ｌ ｚ ＠ｙｈｏ ｏ ｅ ｅ ｆ
特点 有时 很令 人 吃惊 和难 以预测 ， 且在 很多 情况 下不 为人 们所 知 。由于气 泡在 流体 系统 的众 多领域 而
存在 ， 因此 气 泡在 当今 的科学 和技术 领 域 占据着 十 分重 要 的地 位 。举几 个 简单 例子 ： 在石 油 的生 产 和 传 输过 程 中 ， 为地 注入 气泡 可 以把 重 油从 地底 输 送到 地表 ； 能 源生 产 中通过 沸腾 使水 变成 蒸 汽从 人 在 而 推 动涡 轮 转 动 的整 个 过程 中 ， 泡起 着 十 分重 要 的作 用 ； 工领 域 ， 气反 应 堆 里依 靠气 泡 来增 加 气 化 液
Ｋｅ ｒ ｓ ｂ ｕ ｄ ｒ ｔｇａ ｍ ｔｏ ； ｕ ｂｅｄ ｎ ｍｉ ； ｕｙ ｎ ｙｐ ｒｍ ｔｒｊｔｏｍａ ｏ ｙｗｏ ｄ ： ｏ ｎ ａ ｉ ｅｒｌ ｅｈ ｄ ｂ ｂ ｌ ｙ ａ ｃ ｂ ｏａ ｃ ａａ ｅｅ；ｅ ｆｒ ｔ ｎ ｙ ｎ ｓ ｉ
１ 引 言
气泡 为 我们 日常 生活所 熟 知 ， 在 物理 、 学 、 并 化 医学和 技术 等领 域 占据 着重 要地 位 ， 而它 的行 为 然
２ 计 算 模 型
假设流 体是无 粘 、 可压 缩 的 ， 且引起 的运动 是无旋 的 ， 不 并 因此 在流体 域 内存在 势 函数 （， ， ， Ｙ ｚ）
满 足 Ｌ ｐａｅ方 程 ： ａ ｌｃ
Ｖ ＝ 咖Ｏ 采用 Ｇ ｅ ｎ 二 定理 ， 制方 程 Ｌ ｐａｅ方程 的边 界积 分方程 的表 达形 式为 ： ｒｅ 第 控 ａ ｌｃ
＝ Ｐｆ ＋ ｏ
／Ｖ
１
计
ｔ 。ｍ ｎ ｆ
ｍ ａｉ ｐ ｃ ｔ
其 中 ， ， 为初始 不可凝 结气体 体积 和压强 ， 热 比率 。 Ａ为 对蒸 汽气 泡 Ａ １ ’ Ｔ Ｔ炸药 产生 的气 泡 ，： ．５ ＝． 对 Ｎ ４ Ａ１ 。 ２ Ｆ ｓｈ ｉ 。ｅ 图
为便 于计 算 ， 有 的变量 采用无 因次 的表 达形 式 。无 所
一
壁效 应 的作 用而形 成 射流提 供 了很好 的验 证 。Ｂａ ｅ和 Ｇ ｂｏ （ ９ １［ 出了利 用近 似积 分方 程来 模 ｌ ｋ ｉｓｎ １ ８ ）１ ４ 提 拟 近 自由液 面 附近 空化 气 泡 的生 长 和溃灭 过 程 ， 观察 到 了气 泡 溃灭 时射 流 的加 速形 成 过程 和 自由液 面 的明显 水冢现 象 。 ｌｅｓｎ １９ ） 用 边界 积分方 法计 算 了水 下爆 炸气 泡在 刚性 固壁 附近 的溃灭 Ｗｉ ｒｏ （９ ０ ［ ｋ ￣
Ｄ ｌ ｎＵ ｉ ｒｔ ｏＴ ｃｎｌ ｙ Ｄ ｉ ０ ３ Ｃ ｉａ ａａ ｎ ｅ ｉ ｅｈｏ ｇ， ａａ １６２ ， ｈｎ ） ｉ ｖ ｓｙ ｆ ｏ ｌ ｎ １
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｄｙ ｍｉ ｈａ ａ ｔｒｓｉ ｓ ｏ ｈ ｅ —ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｎ ｅ ｗａ ｅ ｕ ｂｌｓ ａ ｅ ｓｍｕｌｔ ｄ ｕｓｎｇ ｂ ｕｎ ａ ｙ ｓ ｒ ｃ ： ｎａ ｃ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｉ ｎ ｌｕ ｄ ｒ ｔｒ ｂ ｂ ｅ ｒ ｉ ａｅ ｉ ｏ ｄ ｒ ｉ ｔ ｇ ａ ｔ ｏ ．Ｔｈ ｔ ｅ ｔｃ ｌｍｏ ｅ ｎ ｕｍｅ ｉ ａ ｍｐ ｅ ｎ ａ ｉｎ ａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｉ ｅ ａｌ ｎ ｅ ｒ ｌｍｅ ｈ ｄ ｅ ｍａ ｈ ｍａ ｉａ ｄ ｌａ ｄ ｎ ｒｃ ｌｉ ｌ ｍｅ ｔ ｔｏ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｄ ｔ ｉ．Ｔｈ ｖ － ｅ ｅ ｏ
域 的单位 外法线 向量 ， 向导 数定 义为 Ｏ ｎ ｎ・ ，（ 为 法 ／ ＝ Ｖ ｃＰ） Ｏ 在 Ｐ点 观察流 场 的立 体角 ， 算 坐标 系统 如 图 １所示 。气 计 泡 内 的压 力分 为两部 分 ： 饱和 蒸汽压 Ｐ和不 可凝 结 的气 体 ｃ
压 ）则 下 泡 压 述 ： 强 （ 。 水 气 内强 表 为
情 况 。近 年来 Ｗａ ｇ Ｚ ａ ｇ等人 『１ 一步在 Ｗｉ ｅｓｎ等人 的基 础上 ， 用边 界积 分法 （ ｏ ｎ ａ Ｉ— ｎ ，ｈ ｎ ８进 ｌ ｔｏ ， Ｉ 模拟 了结构 物 附近 三 维非 对 称水 下 爆炸 气 泡 的运 动 情 况 ， ｅ ａ Ｍｅ ｄ Ｂ Ｍ） ｇ ｈ 他们 提 出的 光顺 计 算『 ６ １
离 和 不 同强 度 参 数 下 的 相 互 作 用 的 特 点 ， 为气 泡 动 力 特 性 的 研 究 提供 了参 考 。
关 键 词 ：边 界 积 分 法 ；气 泡 动 力 特 性 ； 力 参 数 ； 流 浮 射
中 图分 类 号 ： ３ １ ０ ５ 文献标识码 ： Ａ
Ｓｏ ｅ ｄｙ ｍ ｉ ｈａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓｏ ｈｅ ｉ ｅ ａ ｔｏ ｆｔ ｕｂ ｅ ｍ ｎａ ｃ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆｔ ｎｔ ｒ ｃ ｉ ｎｓｏ ｗｏ ｂ ｂｌｓ
ｌｔ ｎｏ ｅｔｏｂ ｂ ｌｓ ｎ ｅ ｒｅｄｆ ｒｎ ｕ ｙ ｎｙｐ ｒｍｅ ｒ （ｏｇａｉ ， ｅｋｂ ｏａ ｃ ａａ ｔｒ ｕｉ ｆ ｈ ｕ ｂｅ ｄ ｒ ｈｅ ｉｅｅｔ ｏａ ｃ ａａ ｔ ｓ ｎ ｒｖ ｙ ｗ ａ ｕｙ ｎ ｙｐ ｒｍｅ ｏ ｔ ｗ ｕ ｔ ｆ ｂ ｅ ｔ ｅ
和弹性 网格 技术 同 使得 三维 气泡 运 动模 拟过 程变 得更 加稳 定可 靠 。在 国 内 ， 阿漫 等人ｎ基 于势 流 理 张 ６ １
论 用高 阶边界 元法 对气 泡 的运动 特性进 行 了研 究 ， 得到 了一些 有价 值 的结 论 。当前 对单个 气泡 特性 的 研 究相对 较 多 ， 对 于多个气 泡研 究 还不 够深 入 。本文 在前 人 的研 究成果 的基础 上 ， 但 数值 模拟 两个 气 泡 在不 同浮 力 和距离 、 强度 情况 下 ， 个气 泡 的相互作 用情 况 ， 图揭示 水 下气泡 的某 些动 态特性 。 两 试
ｊｔ ｈ ｒｃｅｉｉｓ ｒ ｅ ｉｅｅ ｔ ｎ ｅ ｉｅｅ ｔ ｕｙｎ ｙｐ ｒｍ ｔ ｓ Ｔ ｅ ｅ ｆ ｍ ｔ ｎａｄｄ ｖｌｐ ｎ ｅ ｃ ａａｔ ｓｃ ｅｖｒ ｄ ｆｒｎ ｕ ｄｒｄ ｆｒｎ ｂ ｏａ ｃ ａａ ｅｅ ． ｈ ｔ ｏ ａ ｏ ｎ ｅｅ ｍｅｔ ｒｔ ａ ｙ ｆ ｆ ｒ ｊ ｒ ｉ ｏ
ｈ ｖ ｅ ｌｓ ｅａ ｉｎ ｈｉ ｔ ｒ ｖ ｔ ｆｅ ｔ Ｔｈ ｎｅ ａ ｔｏ ｓ ｏ ｗｏ ｂ ｂ ｌ ｓｕｎ ｅ ｆｅ ｅ ｔｄ ｓａ ｃ ｓａ ｄ ａ ｅ ｖ ｒ ｃ ｏ ｅ ｒ ｌ ｔｏ ｓ ｐ ｗｉ ｇ ａ ｉ ｅｆ ｃ ． ｅ ｉ ｔｒ ｃ ｉｎ ｆｔ ｕ ｂ ｅ ｄ ｒｄｉ ｒ ｎ ｉｔｎ ｅ ｎ ｙ ｈ ｙ ｆ ｓｒ ｎ ｔ ａ ａ ｔ ｒ ｒ ｌｏ ｓｍｕａｅ ．Ｔ ｉ ｔ ｄ ｏ ｌ ｒｖｄ ｅｅ ｅ ｃ ｏ ｔ ｅ ｓｕｄ ｆｂ ｂ ｌ ｎａ ｃ ． ｔｅ ｇｈ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ａｅ ａ ｓ ｉ ｌ ｔｄ ｈ ｓｓｕ ｙ ｃ ｕ ｄ ｐ ｏ ｉｅ ａ ｒｆ ｒ ｎ ｅ ｔ ｈ ｔ ｙ ｏ ｕ ｂ ｅ ｄｙ ｍｉｓ
ａ ｄｓ ｏ ｇｂ ｏａ ｃ ａａ ｅｅ） ａ ｖｓ ｇｔ ． ｈ ａ ｕａ ｄｒｓｌ ｄｃｔ ｔａ ｔｅｂ ｂ ｌ ｓａ ｅ ｎ ｎ ｒｎ ｕ ｙｎ ｙｐ ｒｍ ｔ ｗ ｓ ｎ ｅｔ ａｅ Ｔ ｅｃ ｌ ｌ ｅ ｕ ｓｉ ｉ ｅ ｈ ｔｈ ｕ ｂｅ ｈ ｐ ｓ ｄ ｔ ｒ ｉ ｉ ｄ ｃ ｔ ｅ ｔ ｎ ａ ａ
第 ｌ ６卷第 ７期 ２１ ０ ２年 ７月
文 章 编 号 ：１ ０ — ２ ４ ２ １ ） ７ ０ １ — ３ ０ ７ ７ ９ （０ ２ ０ — ７ ７ １
船舶力 学
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｈｐ Ｍｅ ｈ ｎｃ ｏ ｒ ａ ｉ ｃ ａ ｉｓ ｏＳ
Ｖｏ ．６ Ｎｏ７ １１ ．
Ｊ１２ ２ ｕ． ０１
Ｌ ｈ ｎ － ｕ ＯＮＧ Ｚ ｉ ｙ ＩＺ ａ ｇ ｒ ｉ９ ａＺ ｈ ｂＤＯＮＧ Ｊｎ Ｓ Ｎ Ｌ ｉ ｉｇ ． Ｕ ｅ
ｆ ． ｃ ｏ ｌ ｆ ｖ ｌ ｃ ｉ ｃｕ ｅ ｂ Ｓａｅ Ｋ ｙ Ｌ ｂ ｒ ｔｒ ｆ ｔ ｃｕ ａ ａｙ ｉ ｆｒＩｄ ｓ ｉｌ ｑ ｉｍｅ ｔ ａ Ｓ ｈ ｏ ａ ｈ ｔ ｔ ｒ ； ． ｔｔ ｅ ａ ｏ ａｏｙ ｏ ｒ ｔｒ Ａｎ ｌｓ ｕ ｔ ａ ｕｐ ｎ ． ｏ Ｎａ Ａｒ ｅ Ｓｕ ｌ ｓｏ ｎ ｒ Ｅ
两个气 泡相互作用 的某些动力特性研 究
李 章 锐 ，宗 智 ，董 婧 ，孙 雷 ａ ， ｂ
（ 连 理 工 大 学 ａ 船 舶工 程学 院 ； ． 业 装 备 结 构 分 析 国家 重 点 实 验 室 ， 宁 大连 １６ ２ ） 大 ． ｂ工 辽 １０ ３ 摘 要 ：文 章采 用 边 界 积 分 方 法 模 拟 三 维 水 下 气 泡 的 动 力 特 性 ， 细 阐述 气 泡 计 算 的 数 学 模 型 和数 值 实施 过 程 ， 详 探 究 了三 种 不 同 浮力 参 数 情 况 下 （ 重力 、 浮 力 、 浮 力 ） 泡 的 演变 情 况 。计 算 结 果 表 明 ， 无 弱 强 气 在不 同 的浮 力 参 数 下 ， 泡 形 状 和 射 流 特 点有 着显 著 的 区别 ， 流 形 成 和 发 展 与 重力 有 着 密 切 的联 系 。 中计 算 了两 气泡 在 不 同距 气 射 文
宗 智 （９ ４ ）男 ， 授 ， 士 生 导 师 。 １６ 一 ， 教 博
７８ １
船舶 力学
第ｌ ６卷第 ７期
个 原 因 。Ｂ ｎａ ｉ ｅ ｊｍ ｎ和 Ｅｌ （ ９ ６ ［ 气泡 射流 的机理 做 了进一 步 的研究 ， 们用 气泡 冲量 的 概念来 ｌｓ １ ６ ）１ ｉ ３ 为 他 解 释气 泡溃灭 ， 流形 成 ， 射 以及环 形气 泡形 成 等现 象 。他 们 的实 验 为气泡 由于重力 作 用或 受到 附近 固