气泡碰壁受力模型和反弹规律

论文摘要

对Mo=10-8～10-12及Re=5～750范围内的上升气泡与壁面垂直碰撞问题进行了理论求解,研究了不同控制参数下气泡碰壁反弹的规律.气泡上升和碰撞过程的运动方程考虑了浮力、液体阻力、附加质量力和与壁面碰撞时引起的薄膜诱导力.气泡碰壁过程气泡界面与壁面形成的液膜厚度变化规律由Stokes-Reynolds方程计算得到.膜内气泡变形引起的流体压强采用Young-Laplace方程求解.结果表明,基于SRYL方程的薄膜诱导力模型可以很好地预测不同Reynolds数下气泡0到多次的反弹轨迹,计算结果与实验结果吻合良好.气泡在碰壁反弹过程中会形成丰富的薄膜形状,如酒窝状变形,丘疹状变形和涟漪状变形.气泡界面变形会引起膜内压强的变化,压强的分布规律与气泡界面形状有着重要的关系.气泡在与壁面碰撞的过程中,薄膜诱导力会起主导作用,且随着Reynolds数的增加薄膜诱导力最大量级增大.气泡碰撞壁面时,反弹次数与Reynolds数有着直接的联系,不同Morton数下的气泡均在相同Reynolds数附近发生气泡反弹次数的变化.

论文目录

• 引言
• 1 数学模型
•   1.1 气泡受力模型
•   1.2 Stokes-Reynolds-Young-Laplace模型
•   1.3 数值方法
• 2 结果分析
•   2.1 气泡碰壁运动轨迹
•   2.2 薄膜厚度
•   2.3 压强分布
•   2.4 气泡受力
•   2.5 酒窝状的形成和气泡反弹规律
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 罗松,于勇

关键词: 气泡与壁面相互作用,受力模型,薄膜变形,液体压强,气泡反弹规律

来源: 气体物理 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 北京理工大学宇航学院

基金: 兵器装备创新基金项目(6141B012871)

分类号: O35

DOI: 10.19527/j.cnki.2096-1642.0751

页码: 30-43

总页数: 14

文件大小: 4629K

下载量: 83