Effects of Gas Dynamics on Rapidly Collapsing Bubbles
由于气泡内发生的高度能量聚焦，快速塌陷气泡的动力学引起了极大的兴趣。分子动力学提供了一种模拟气泡内部的方法，并将气体动力学与控制气泡壁的方程耦合起来。虽然已经做了大量的理论工作来理解气泡将如何响应于外力，但气体系统的内部动力学通常在这样的处理中被大大简化。本文展示了气体系统动力学如何影响气泡的崩溃，并说明了什么样的影响，各种建模假设可以对气泡壁的运动。此外，我们提出了一种方法，自适应分区空间，以提高性能的碰撞相交计算时，使用能量依赖的碰撞截面。
2013-06-26 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Wetting effects on the dynamics of droplets and bubbles at surfaces
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿罗森多夫赫尔姆霍兹中心）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
研究润湿性对液滴和气泡动力学的影响，用三维流体体积框架结合动态润湿性模型研究三个基准，模型经实验验证，能准确再现相关动力学过程，表明准确处理动态润湿性对预测此类现象至关重要。
2026-07-16 physics.flu-dyn
Bubble Dynamics in a Two-Phase Medium
自Gilmore的早期工作以来，可压缩液体中气泡的球形动力学已经被广泛研究。数值代码研究的行为，包括当涉及大的非球形变形，已经开发出来，并已被证明是准确的。然而，当气泡周围的介质的可压缩性主要由气泡混合物的存在提供时，情况是不同的，并且常识不太先进。在DYNAFLOW公司目前正在进行的一项工作中，在包括非常细的气泡的水混合物中的初级相对大的气泡的动力学正在被实验研究，并且结果被提供给几个并行的正在进行的分析和数值方法。主/初级气泡是由放置在气泡介质中的两个同心电极的水下火花放电产生的，所述气泡介质是使用电解产生的。细垂直线的网格用于产生不同强度的气泡分布。主气泡的尺寸由放电电压、电容器尺寸和施加在容器中的压力控制。细气泡的尺寸和浓度可以通过电解电压、线的长度、直径和类型以及施加在容器中的压力来控制。这使得参数研究的因素控制的动力学的主要气泡和气泡的特征量之间的关系，如最大气泡半径和气泡周期和周围的两相介质的特性：微气泡的尺寸和空隙率的发展。
2010-10-26 physics.flu-dyn
Dynamics of vapor bubble train in flow boiling heat transfer in microchannels
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University（天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室）；National Industry-Education Platform of Energy Storage, Tianjin University（天津大学国家储能产教融合创新平台）
通过数值模拟研究微通道中气泡列的形成与演化，揭示了初始气液体积比、热通量和潜热对气泡频率、生长速率及壁面温度波动的影响。
2026-06-02 physics.flu-dyn
A theoretical model for compressible bubble dynamics considering phase transition and migration
本研究建立了同时考虑液体可压缩性、相变、振荡、迁移等因素的气泡动力学理论模型，验证了其对多场景气泡行为的捕捉能力，并揭示了蒸汽占比对气泡能量损失与辐射压力的影响规律。
2024-11-04 physics.flu-dyn
A unified theory for bubble dynamics
本文提出了一种统一的气泡动力学理论，首次将边界、相互作用、流场、重力、可压缩性等多种效应纳入统一数学方程，并验证了其优于经典模型，为多气泡能量传递与压力波耦合提供了新见解。
2024-12-16 physics.flu-dyn
Dynamics of Soap Bubble Inflation
Interdisciplinary Centre of Energy Sciences, Indian Institute of Science（印度科学学院交叉能源科学中心）；Department of Mechanical Engineering, Indian Institute of Science（印度科学学院机械工程系）
研究通过控制气流探讨肥皂泡膨胀的动力学，揭示内部流动形成环形涡流的机制，并推导了相关涡流的标度律。
2024-02-08 physics.flu-dyn
Influence of ambient temperature on cavitation bubble dynamics
College of Shipbuilding Engineering, Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学船舶工程学院）；National Key Laboratory of Ship Structural Safety, Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学船舶结构安全国家重点实验室）；Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Nuclear Power System and Equipment, Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学黑龙江省核动力系统与设备重点实验室）；Nanhai Institute of Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学南海研究院）
本研究探讨了环境温度对火花生成气泡动力学的影响，发现高温会降低气泡崩溃强度并促进次级气泡形成，揭示了高温流体中侵蚀抑制的物理机制。
2025-10-15 physics.flu-dyn
Effect of viscosity on the dynamics of a non-equilibrium bubble in free-field and near a free-surface
本文利用火花放电与高速成像实验，研究硅油粘度对自由场和近自由表面非平衡气泡振荡、稳定性及表面响应的影响。
2023-06-07 physics.flu-dyn
Phenomenon of self-oscillation in bubble dynamics: Bouncing acoustic bubbles
研究两个超声激励下紧密排列气泡的相互作用，发现其低频平移弹跳运动具有负阻尼和极限环等自振荡特征，为理解气泡云同步现象提供新见解。
2024-04-08 physics.flu-dyn
Experimental study of underwater explosions below a free surface: bubble dynamics and pressure wave emission
本研究通过实验探究了水下爆炸气泡与自由表面的相互作用，揭示了无量纲爆炸深度对四种气泡行为模式及压力波发射特性的决定性影响，并验证了实验数据与现有统一理论的一致性。
2023-06-26 physics.flu-dyn
Mapping Driven Oscillations in the Size of a Bubble to the Dynamics of a Newtonian Particle in a Potential
本文将气泡尺寸的非线性驱动振荡映射为势场中牛顿粒子动力学，提出新框架区分时间尺度并解释坍塌反弹，推导了拉伸强度定律、Bjerknes力反转判据及声能耗散公式。
2024-12-25 physics.flu-dyn
Dynamic equilibrium of electrochemical bubbles growing on micro-electrodes
本研究通过扩展解析解并结合直接数值模拟，分析了微电极上气泡在低过饱和度下的动态平衡机制，识别了生长、溶解和平衡的参数区域，并为提高电解效率提供了见解。
2024-11-08 physics.flu-dyn
Wall confinement effects on the dynamics of cavitation bubbles in thin tubes
本研究通过数值模拟揭示薄管壁面对空化气泡动力学的约束效应，包括产生反向射流与环形射流、轴向迁移，并分析管径、长度、粘度及初始位置等关键影响指标。
2024-03-16 physics.flu-dyn
Controlling the dynamics of cloud cavitation bubbles through acoustic feedback
云空化在液体中引起非平凡的能量集中和声屏蔽，并且由于气泡云的复杂动力学，其控制是一个长期的挑战。提出了一种新的声反馈空化闭环控制的研究框架。虽然以前的方法使用经验阈值，我们采用基于模型的状态估计相干气泡动力学的理论和高性能计算的基础上。使用脉冲超声设置，我们演示了脉冲重复频率（PRF）的设定点控制，以调制固体目标附近的声空化超过$O(100)$ s。我们确定一个准平衡的PRF和气泡动力学之间的相关性，和一个最佳的PRF，以尽量减少声屏蔽的目标。该框架可以通过增强的声学感测和计算能力来容易地扩展。
2020-03-11 physics.flu-dyn
Single cavitation bubble dynamics in a stagnation flow
本文通过实验与数值模拟研究驻点流中单个空化气泡的近壁坍缩与射流行为，发现壁面射流可定制壁面相互作用，显著增强剪切应力而不大幅增加冲击压力，且小距离下气泡可抬升远离壁面坍缩。
2023-12-06 physics.flu-dyn
Bridging scales in multiscale bubble growth dynamics with correlated fluctuations using neural operator learning
Artificial Intelligence Innovation and Incubation Institute, Fudan University（复旦大学人工智能创新与孵化研究院）；Division of Applied Mathematics, Brown University（布朗大学应用数学系）；Department of Mechanical Engineering, Clemson University（克莱姆森大学机械工程系）
提出一种复合神经算子模型，通过集成mDPD与RP模型并融合深度算子网络和LSTM，实现了跨微宏观尺度的非线性气泡动力学及随机涨落的准确预测。
2024-03-20 cs.LG physics.comp-ph physics.flu-dyn
Dynamic mode decomposition of magnetohydrodynamic bubble chain flow in a rectangular vessel
我们展示的动态模式分解（DMD）的代码开发的应用程序在两相流分析。本文研究了充有液体镓的矩形容器中的垂直气泡链流动，在无和有静态水平磁场（MF）的情况下，对通过流体体积模拟计算的速度场应用DMD。在容器和气泡参考系中研究了流型。我们证明了应用MF和气体流量对气泡尾流和更大规模的流动结构内的液态金属容器通过检查速度场模式统计轨迹时间和总流动时间，以及计算的模式速度场的影响。
2021-04-06 physics.flu-dyn
Gas bubble dynamics
本文综述了非凝结性气泡动力学的关键问题，涵盖受力、变形、曳力及与湍流、壁面等相互作用的建模方法，并展望了在湍流、非牛顿流体和电解质环境中的未来研究方向。
2025-01-06 physics.flu-dyn
Modelling large scale airgun-bubble dynamics with highly non-spherical features
深入了解米级气枪气泡的动力学特性对海底地球物理勘探具有重要意义。在这项研究中，我们使用边界积分方法来研究高度非球形气枪气泡动力学及其相应的压力波发射。此外，提出了一个模型，也考虑了空气从气枪端口，这是最关键的因素，以估计压力波的初始峰值的释放过程。数值模拟显示出良好的协议与实验，在非球形气泡的形状和压力波。此后，端口打开时间$T\rm_{open}$，气枪射击深度，传热和重力的影响进行了数值研究。我们发现，一个较小的$T\rm_{open}$导致更猛烈的空气释放，从而导致更强的高频压力波发射，然而，低频压力波的影响很小。此外，非球形气泡动力学高度依赖于弗劳德数$Fr$。从$Fr=2$开始，随着$Fr$增加，射流包含较低的动能，导致气泡破裂本身的较强能量聚焦，从而在气泡破裂阶段期间产生较大的压力峰值。对于$Fr \ge 7$，球形气泡理论成为气枪气泡的适当描述。本研究之新发现，可为未来气枪之实际操作及环保型气枪设计提供参考。
2020-02-06 physics.flu-dyn
Realistic prediction and analysis of cavitation bubble dynamics via optical ray-tracing of the corresponding numerical simulations
空化气泡动力学的实验分析通常使用光学成像。然而，由于在液体-气体界面处的折射和全反射，图像经常受到失真和阴影的严重影响。在这里，它表明，光线跟踪可以是一个强大的工具，分析过程中，通过协助比较实验的数值两相流模拟。为此，逼真的光线跟踪图像生成的数值模拟，对应于实验装置。我们应用该方法对单个气泡在固体壁面处溃灭的喷射动力学进行了研究。在这里，射线追踪可以帮助解释原始实验数据，但也在预测复杂的气泡界面变形和内部结构在崩溃。可以推断出高度动态气泡的精确形状，从而可以提供液体射流的速度值的校正方法。
2020-05-20 physics.flu-dyn
Cavitation Bubble Dynamics inside Liquid Drops in Microgravity
我们研究了微重力下产生的水滴内火花产生的空化气泡。高速可视化揭示了球形和几乎孤立的液体体积的独特效果。特别地，（1）环形塌陷的气泡产生从液滴逸出的两个液体射流，并且“飞溅射流”公开了显著的加宽。(2)由于激波的特殊约束，激波会引起强烈的二次空化。该特征提供了一种新的方法来估计孤立体积中的积分冲击波能量。(3)气泡的寿命在下降是短于在显着的协议与本文推导出的瑞利-Plesset方程的校正条款在扩展的体积。
2006-10-21 physics.flu-dyn
Hydrodynamic characterization of bubble column using Dynamical High Order Decomposition approach
本文针对二维鼓泡塔系统，利用不同表观气速下的模拟数据，比较FFT与HODMD两种数据驱动方法，证明HODMD在少量测量点下即可准确表征和重构复杂弥散多相流动力学，而传统FFT描述能力不足。
2023-04-19 physics.flu-dyn
An Alternative Method to Deduce Bubble Dynamics in Single Bubble Sonoluminescence Experiments
在本文中，我们提出了一种实验方法，可以推导出的重要的动力学参数的单sonoluminescing气泡（压力振幅，环境半径，半径-时间曲线）该技术是基于一些先前确认的理论假设，并需要知识的数量，如振幅的电激励和相位的闪光在声学周期。这些量很容易通过数字示波器测量，避免了昂贵的激光器或以前方法的超快相机的成本。我们展示了一个特定的例子上的技术，并与传统的米氏散射的结果进行比较。我们发现，在实验的不确定性，这两种技术提供了类似的结果。
2002-09-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Bubble cloud dynamics in an ultrasound field
研究了高强度聚焦超声在气泡云尺寸与超声波长相近的条件下产生的气泡云的动力学行为。高速图像显示，云是不对称的;最接近源的气泡比远端的气泡生长到更大的半径。在模拟实验室实验的数值模拟中观察到了类似的气泡云结构。为了阐明的结构，进行了参数研究，平面超声波与不同的振幅和扩散云与不同的初始空隙率。在分析气泡振荡引起的液体动能的基础上，引入了一个新的标度参数来表征气泡振荡的动力学特性。新参数推广了最初由d 'Agostino和Brennen（1989）引入的云相互作用参数。动力相互作用参数控制云的能量局部化和由此产生的各向异性。此外，远场气泡散射声学的振幅同样与所提出的参数相关。本研究的结果不仅揭示了云空化的物理学，但也可能是有用的量化空化的影响，超声治疗的结果，包括HIFU碎石术。
2018-04-30 physics.flu-dyn
Dynamics of a toroidal bubble on a cylinder surface with an application to geophysical exploration
在地震气枪震源的操作期间，一定量的压缩高压空气从气枪腔室释放到周围水中，产生附着到气枪主体的膨胀环形气泡。气泡的后续振荡产生低频压力波，其用于绘制海底，例如，来寻找石油和天然气储量。气泡的动力学行为和发射的压力波不可避免地受到气枪体的影响。然而，气泡-气枪-物体的相互作用还远未得到很好的理解。本文通过大量的边界积分数值模拟研究了长圆柱体与环形气泡之间的强相互作用，旨在为气枪-气泡动力学研究提供新的物理见解。首先，整体的物理现象进行了讨论，并确定了三种类型的气泡崩溃模式，即（i）向上喷射由于重力，（ii）环形喷向圆柱体和（iii）弱/无射流。随后，我们研究了圆柱半径、初始气泡压力和弗劳德数对气泡振荡周期和气泡诱导的压力波的影响。最后讨论了圆柱体对Sercel型气枪气泡的冲击作用，重点讨论了压力波的频谱。
2020-06-08 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Cavitation bubble dynamics and sonochemiluminescence activity inside sonicated submerged flow tubes
在超声浴反应器中，研究了在27 kHz驱动频率下，亚毫米级PFA流管中空化的气泡动力学和鲁米诺辐射。管内空化的成核仅通过自由界面发生，在此以交替的水-空气段塞流的形式实现。高速记录表明，空化气泡中的水弹往往开发本地化的结构，在簇或气泡塞的形式，这种结构可以通过一个单一的夹断从自由界面播种。在结构内，气泡强烈地相互作用，并且经常经历合并或分裂事件。由于相互作用和由此产生的运动，气泡通常以快速位移破裂，这表明喷射动力学。气泡压缩比估计的基础上观察到的单个气泡的动力学和数值拟合的单气泡模型。在3000 K左右的峰值温度允许水蒸气的分解。这与观察到的鲁米诺的声致化学发光一致，其源自管中的活性气泡区。
2020-10-06 physics.app-ph physics.chem-ph physics.flu-dyn
A Study of Three Dimensional Bubble Velocities at Co-current Gas-liquid Vertical Upward Bubbly Flows
最近，在6 m高，内径54.8mm的实验室中进行了气液并流上升泡状流的实验研究。垂直钛管在TOPFLOW热工水力测试设备，Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf，德国进行。这些实验最初是为了开发一个高质量的两相流数据库，以及验证新的CFD模型。超快双层电子束X射线层析成像，命名为ROFEX，被用作测量系统，具有高的空间和时间分辨率。对采集的断层扫描截面灰度图像进行重建、分割和评价，获得气泡位置、尺寸和含率等气泡参数。为了从两个测量层分配正确的成对气泡，基于气泡在位置、体积和速度方面的最高概率值来实现气泡对算法。在此基础上，计算了气泡的三维瞬时速度、Sauter平均直径和极方位角方向上的运动角等特性。通过统计参数的轴向、水平、径向和方位向速度分布结果，讨论了瞬时三维气泡速度。目前的结果表明，与以前的工作令人满意的协议。
2015-11-08 physics.flu-dyn
Modeling time-delayed acoustic interactions of cavitation bubbles and bubble clusters
本文基于准声学假设建立低维模型，描述空化气泡径向动力学、声发射及延迟气泡间相互作用，并通过多气泡共振和稠密气泡簇压力响应验证其与文献结果高度一致。
2024-11-13 physics.flu-dyn
Wettability-dependent dissolution dynamics of oxygen bubbles on Ti64 substrates
本研究探究Ti64表面润湿性对氧气泡溶解的影响，结合两种测量技术发现溶解分弹跳与扩散两阶段，传质表面积由润湿性决定，亲水表面溶解更快。
2024-04-11 physics.flu-dyn
On the oscillatory dynamics of a Saffman--Taylor finger with a bubble at its tip
本研究扩展了Hele-Shaw通道中气指尖端放置气泡的实验，发现系统在流量和气泡大小定义的相空间中存在稳定、振荡及无序动力学区域，揭示了曲率匹配导致压力梯度消失引发振荡的机制。
2025-06-01 physics.flu-dyn
Dynamics of bubbles spontaneously entering in a tube
本文研究了气泡接触小直径开口管时自发收缩并在管内推动皂膜的动力学，通过Laplace压力与粘性力的力学平衡建立模型，提出数值求解与渐近解析解，并验证了排空时间主要受直径比和皂膜数量影响。
2023-06-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Three-dimensional dynamics of a pair of deformable bubbles rising initially in line. Part 2: Highly inertial regimes
浮力驱动的动力学的一对气泡释放线的数值研究，专注于高惯性条件下，孤立的气泡遵循非直线路径。在早期阶段，第二个泡沫总是从第一个泡沫的尾流中漂移出来。然后，取决于定义伽利略（$Ga$）和债券（$Bo$）的系统数的浮力，粘性和毛细管力的比率，五个不同的制度，具体到这样的条件，其中两个气泡可能会独立地上升或继续相互作用，并可能在最后碰撞。在前一种情况下，它们通常在同一平面内或在两个不同的平面内执行大幅度的平面双折射，这取决于领先气泡的扁率。然而，对于足够大的$Ga$和足够低的$Bo$，它们遵循几乎垂直的路径，具有小幅度的不稳定的水平偏差。增加$Bo$会使尾流诱导的对领先气泡的吸引力更强，迫使两个气泡在上升过程中垂直重新排列一次或多次。在这样的序列中，尾流涡流可能会击中尾随的气泡，使其路径偏转，并根据情况，促进或阻碍进一步相互作用的可能性。在某些情况下，改变分开两个气泡的初始距离会改变它们的横向分离超过初始阶段。同样，微小的初始角度偏差有利于选择两个气泡共同的单个垂直上升平面。这些变化可能会极大地影响串联的命运，因为取决于$Bo$，它们促进或阻止未来的垂直重新排列。
2022-01-23 physics.flu-dyn
Bubble dynamics in a Hele-Shaw channel and velocity selection without surface tension
该研究完整求解了无表面张力Hele-Shaw通道中无粘气泡演化的柯西问题，得到新的有理函数类闭式解，发现唯一渐近稳定吸引子选定气泡速度U=2V，数值结果验证了气泡动力学核心特征。
2024-10-09 nlin.PS physics.flu-dyn
Near-surface dynamics of a gas bubble collapsing above a crevice
被认为是一个崩溃的气泡以上刚性，缺口壁的影响。这种表面裂缝和缺陷通常作为气泡成核位置，因此与空化引起的侵蚀和损坏结构有直接关系。在二维轴对称坐标系中，采用二阶精度的可压缩多组分流动求解器对一种通用构型进行了数值研究。结果表明，裂缝的几何形状有显着的影响，崩溃的动力学，射流的形成，随后的波动力学，和相互作用。与侵蚀潜力相关的壁面压力分布是这些流动现象的发展和强度的直接结果。
2019-12-15 physics.flu-dyn
Drag Reduction by Bubble Oscillations
气泡在静止湍流中的减阻对气泡振荡的动力学特性很敏感。如果没有这种动力学效应，气泡只能使流体密度和粘度重新正常化，这种效应本身只能导致小百分比的阻力减小。我们在本文中表明，气泡的动力学和它们对混合物的可压缩性的影响可以导致更高的减阻。
2005-11-02 nlin.CD physics.flu-dyn
Effect of a polymeric compound layer on jetting dynamics produced by bursting bubbles
本研究实验探究了聚合物化合物层对气泡破裂射流动力学的影响，发现化合物层分数增加会提高射流速度并减小射流半径，而聚合物浓度增加则产生相反效果，并给出了射流液滴喷射的状态图，为有机物质量传输机制提供了新见解。
2025-01-27 physics.flu-dyn
A New Damping Mechanism in Non-linear Bubble Dynamics
本文对可压缩粘性液体中气泡径向运动的非线性方程组进行了修正，考虑了粘性和可压缩性的影响，比以往的工作更为全面。一组新的方程已被推导出，包括新的条款所产生的考虑粘度和压缩性不仅在气泡界面，而且在液体的体积。新的方程是两个非线性耦合方程，不能像以前推导的方程那样合并成一个方程。考虑气泡界面传热传质的影响，进行了数值计算。结果表明，新的条款表现出重要的阻尼作用，在崩溃，使他们的考虑大大削弱了泡沫崩溃后的反弹。这种新的阻尼机制的振幅和频率的衍生压力的依赖性进行了研究。
2003-09-17 physics.flu-dyn
Gas-Vapor Interplay in Plasmonic Bubble Shrinkage
了解浸没在液体中并由共振光源照射的金属纳米颗粒周围形成的等离子体气泡的收缩动力学对于在许多应用中使用这些气泡至关重要。在本文中，我们的实验表明，并从理论上解释，等离子体气泡在其收缩过程中经历了两个不同的阶段：第一，由蒸汽冷凝和，第二，一个缓慢的扩散控制的气泡溶解的快速部分气泡收缩。气泡形成的历史在第一阶段的收缩动力学中起着重要的作用，因为它决定了气泡成分中的气体-蒸汽比。更高的激光功率导致更多的蒸汽气泡，而更长的脉冲和更高的溶解空气浓度导致更多的气泡。第二阶段的动力学几乎不依赖于气泡形成的历史，即激光功率和脉冲持续时间，但强烈地依赖于溶解的空气浓度，其限定了气泡界面处的浓度梯度。最后，对于第二阶段的气泡溶解，随着溶解空气浓度的降低，我们观察到从$R(t) \propto (t_0 - t) ^{1/3}$标度律到$R(t) \propto (t_0 - t) ^{1/2}$标度律的逐渐过渡，其中$t_0$是气泡的寿命，并从理论上解释了这种过渡。
2020-04-23 physics.flu-dyn
Single-bubble dynamics in histotripsy and high-amplitude ultrasound: Modeling and validation
已经使用了多种方法来模拟由微秒长度的高振幅超声脉冲（例如，组织破坏脉冲）。直到最近，缺乏单一的气泡实验半径与时间数据的气泡动力学下一个良好的特点驱动压力有限的模型验证工作。该研究使用水中单个球形组织三核气泡的半径与时间的测量[Wilson等人，Phys. Rev. E，2019，99，043103]定量比较和验证各种气泡动力学建模方法，包括可压缩和不可压缩模型以及不同的热模型。直接从实验半径与时间和空化阈值数据推断组织碎石波形的分析表示的策略。我们比较了每个模型应用于$88$实验数据集的计算验证度量的分布。在本研究中考虑的压缩性和热效应的建模方法之间存在最小的区别（$< 1\%$）。这些结果表明，我们提出的推断波形的策略，结合简单的模型，最大限度地减少参数的不确定性和计算资源的需求准确地代表单泡动力学在histotripsy，包括在和接近最大气泡半径。其余的来源的参数和基于模型的不确定性进行了讨论。
2020-06-17 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Wall influence on dynamics of a microbubble
研究了近壁微气泡的非线性动力学行为。Keller-Miksis-Parlitz方程被采用，但被修改以考虑壁的存在。该基础模型描述了气泡表面的时间演化，假设气泡表面保持球形，并考虑了由于动量守恒中液体可压缩性引起的声辐射损失的影响。两种情况被认为是：一个孤立的气泡在无界介质中的基本情况下，和一个气泡附近的固体壁。在后一种情况下，壁面的影响，包括一个对称振荡的图像气泡建模。使用模型方程的数值解跟踪气泡动力学。随后，Floquet理论被用来准确地检测分岔点，气泡振荡停止以下的驱动超声频率，并进行周期变化的分叉。特别令人感兴趣的是检测的亚临界周期的三倍和四倍过渡。参数分叉图是作为代表气泡半径、驱动超声场的频率和压力振幅以及距壁面距离的无因次参数的函数获得的。它示出的壁的存在下，一般稳定的气泡动力学，因此，需要更大的值的压力振幅产生非线性响应。
2012-04-24 physics.flu-dyn
Bubble dynamics for broadband microrheology of complex fluids
复杂流体中的气泡在配制产品的加工中通常是期望的，有时是不可避免的。气泡可以通过浮力上升，通过质量转移生长或溶解，并且容易对压力的变化做出反应，从而对周围的复杂流体施加变形。一个静止的，球形的气泡周围的变形场经历了半径的变化是简单的和本地化的，从而使其适合于流变测量。本文回顾了新兴的方法来提取信息的流变学的复杂流体通过分析气泡动力学。重点是三种现象：质量转移，谐波振荡驱动的声波，气泡破裂半径的变化。这些现象涵盖了广泛的变形频率范围，从$10^{-4}$到$10^6$ Hz，从而为使用气泡作为活性探针的宽带微观流变学铺平了道路。还讨论了需要克服的突出挑战，以实现一个强大的技术。
2020-10-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Surface Bubble Dynamics in Plasmonic Nanoparticle Suspension
了解由等离子体激元加热产生的微尺寸表面气泡的动力学可以有益于广泛的应用，如微流体、催化、微图案化和光-热能转换。通常，在经受激光加热的表面上预沉积的等离子体纳米结构上产生表面等离子体气泡。在我们的研究中，我们研究了等离子体纳米粒子（NP）悬浮液中产生的表面微泡的生长动力学和运动机制。在第一部分中，我们观察到更快的气泡生长速率相比，在纯水中的表面等离子体结构。我们的分析表明，由于悬浮液中纳米颗粒的存在而产生的表面气泡周围的体积加热效应是解释这种差异的关键。在第二部分中，我们证明了固体表面上的表面气泡被激光引导以高速（> 1.8 mm/s）移动，并且我们阐明了通过在气泡移动期间原位沉积的NP的快速等离子体激元加热来脱钉三相接触线（TPCL）的机制。
2022-01-18 physics.flu-dyn physics.optics
Investigation of the dynamics of inner gas during bursting of a bubble at the free surface
在本研究中，模拟捕获的气泡在自由表面破裂的内部气体的排空动力学，使用基于欧拉的流体体积（VOF）方法。在气泡在自由表面破裂的连续阶段中，通过塌陷的气泡腔来估计和比较周围空气通过内部气体排空冲入气泡腔内部的速率。此外，通过比较位于未扰动表面上方不同高度的各个水平面，评估自由表面上内部气体的可达性。排出的内部气体伴随着涡环，涡环夹带周围的气相。在卷吸的连续阶段，涡环的时空特性。在低Bond数（< 1）时，通过比较气泡空腔内气体排空的相图，分别讨论了气体射流轴向增长和射流尖端径向膨胀的影响。此外，在呼吸过程中，上升的内部气体在自由表面上的轴向增长和在自由表面上破裂的气泡的涡环的径向扩展进行了比较，与周围的静止空气。最后，研究了在保持Bo不变的情况下，各种可能的泡罩非对称穿孔的效果。弯曲的气体射流的原因，作为一个后果的泡罩穿孔，不对称的，是通过绘制的速度矢量解释。
2021-01-29 physics.flu-dyn
Bubbles dynamics in microchannels: inertial and capillary migration forces
本文着重研究微通道中自由气泡训练的动力学。我们调查的横向位置的一个训练的气泡，它的速度和相关的压降时，在微通道中流动取决于由于粘度，惯性和毛细作用的内力。尽管系统的尺度很小，但惯性（称为惯性迁移力）在确定气泡的横向平衡位置方面起着至关重要的作用。除了惯性和粘度，其他效应也可能影响气泡的横向迁移，如Marangoni表面应力和表面变形能力。我们看看在无限的Marangoni效应的限制，产生刚性气泡界面的表面活性剂的影响。所产生的迁移力可以平衡外部体力（如果存在的话），例如浮力、迪恩力或磁力。这种平衡不仅决定了气泡的横向位置，而且因此决定了周围的流动结构，这对于所涉及的任何质量/热传递过程都是决定性的。最后，我们看的气泡变形的平衡位置的影响，并比较它的惯性迁移力在中心位置，相应地解释这个位置的稳定或不稳定的字符。系统地研究了气泡尺寸、均匀体积力、雷诺数和毛细管数等参数的影响，采用基于有限元法的数值模拟，求解全稳态纳维-斯托克斯方程及其在小雷诺数和/或毛细管数限制下的渐近对应方程。
2017-10-27 physics.flu-dyn
Shape oscillation of bubbles in the acoustic field
作者在本流体动力学视频中介绍了暴露于超声波的多个气泡在水中上升时的动力学。着重研究了气泡的形状振荡以及气泡从体积振荡向形状振荡的过渡。介绍了气泡尺寸与形状振荡激发机理之间的关系。
2009-10-22 physics.acc-ph physics.flu-dyn
Effect of charge on the dynamics of an acoustically forced bubble
本文从理论上研究了荷电对气泡在液体中受超声波强迫振荡时的动力学特性的影响。得到了气泡物理上可能携带的电荷的极限值。电荷的存在影响气泡的径向振荡下降的制度。气泡的极端压缩和膨胀尺寸也研究了驱动压力的振幅的函数。结果表明，气泡电荷的极限值是由气泡半径的最小值以及驱动超声压力波的振幅可达到的规定。定义了无量纲比zeta，其是气泡可以膨胀或收缩的极值的比较测量，并且发现zeta作为驱动压力振幅Ps的函数的不稳定状态的存在。随着气泡尺寸的增加，这种不稳定状态逐渐被抑制。然后讨论了系统的Blake和上瞬态压力阈值。
2013-04-17 nlin.CD physics.flu-dyn
Gas Bubble Growth Dynamics in a Supersaturated Solution: Henry's and Sievert's Solubility Laws
本文对过饱和溶液中气泡成核后的扩散生长过程进行了理论描述。我们研究了拉普拉斯压力对气泡生长的影响。我们考虑两种不同的溶解度定律：亨利定律，这是满足的系统中没有气体分子解离发生和Sievert的法律，这是满足的系统中的气体分子完全解离成两部分的溶剂。我们表明，亨利和Sievert的化学平衡条件的法律之间的差异造成的气泡生长动力学的差异。假设溶解气体分子向气泡的扩散通量是稳定的，我们得到了两种溶解度定律下气泡半径的微分方程。对于均匀成核的气泡，这发生在一个显着的压降气泡动力学方程亨利和Sievert的法律的情况下，解析求解。对于这两个溶解度定律的气泡生长的三个特征阶段标记出来。求出了气泡尺寸变化的时间间隔和各阶段的时间间隔，并得到了各阶段对应的扩散通量稳定的条件。这些条件的实现进行了讨论的情况下，岩浆熔体中的水蒸气气泡的成核。对于Sievert定律，还提出了在纯溶剂中气泡溶解问题的解析处理。
2012-05-24 physics.chem-ph physics.flu-dyn
Cavitation bubble dynamics inside a droplet suspended in a different host fluid
本文通过理论、实验和数值方法研究了悬浮在宿主流体中的液滴内部空化气泡动力学，揭示了O/W和W/O系统中不同的流体混合机制，并利用边界积分模型再现了非球形气泡动力学的物理特性。
2024-01-01 physics.flu-dyn
Supersonic jet dynamics from two-cavitation-bubble interactions: acceleration, tip fragmentation and penetration
Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学）
本研究通过实验和数值方法探讨了双空化气泡相互作用产生的喷射动力学，揭示了不同喷射模式的形成机制及其在生物医学中的应用潜力。
2026-01-08 physics.flu-dyn
Dynamics of a surfactant-laden bubble bursting through an interface
研究了表面活性剂对气泡在界面破裂动力学的影响。我们进行全三维直接数值模拟，使用混合界面跟踪/水平集方法占表面诱导的马兰戈尼应力，吸附动力学和扩散效应。我们选择了一个初始的气泡形状对应于一个大的拉普拉斯数和一个消失的小邦德数，以忽略重力，并隔离表面活性剂对流动的影响。我们的研究结果表明，表面活性剂的存在下，通过马兰哥尼诱导流，驱动运动从高到低浓度区域，这是负责的发病的回流区接近自由表面的系统的动态。这些Marangoni应力硬化界面，延迟空腔崩溃，并影响射流破碎过程。
2020-05-09 physics.flu-dyn
Bubble visualization in a simulated hydraulic jump
这是在圣安东尼瀑布实验室进行的二维和三维计算流体动力学模拟的流体动力学视频。使用开源数值求解器OpenFOAM模拟瞬态水跃。采用可实现的k-ε湍流模型，采用流体体积法进行数值计算。本研究的目的是模拟瞬态水跃中的空隙率和气泡尺寸。这个流体动力学视频描述了弗劳德数为4.82的水跃内的空气夹带特性和气泡行为。
2013-10-09 physics.flu-dyn
Bubble Rings Entrapment
我们展示了微泡环是如何被困在一个池表面上的影响下降。此流体动力学视频提交给2012年APS DFD流体运动画廊，这是美国物理学会流体动力学分会第65届年会的一部分（11月18日至20日，美国加利福尼亚州圣地亚哥）。
2012-10-14 physics.flu-dyn
Three-dimensional numerical study on hydrogen bubble growth at electrode
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS, Institut Jean Le Rond d’Alembert UMR 7190（法国国家科学研究中心，让·勒朗·达朗贝尔研究所 UMR 7190）；State Key Laboratory for Strength and Vibration of Mechanical Structures, School of Aerospace, Xi'an Jiaotong University（西安交通大学航天学院，机械结构强度与振动国家重点实验室）
本研究通过三维数值模拟分析电极处氢气气泡生长与脱离机制，发现成核位点数量影响气体传输，表面张力主导气泡附着力，且成核位点增加促进气泡合并与脱离。
2025-12-18 physics.flu-dyn
