Fluid kinetic energy asymptotic expansion for two variable radii moving spherical bubbles at small separation distance
在理想流体中，考虑两个半径变化的球形气泡沿其中心线运动。得到了流体动能的精确表达式。斯托克斯流函数在双球坐标系中展开为盖根鲍尔多项式。该展开式用于获得流体动能二次型系数的精确级数。通过与已知系列的比较，证实了新系列的正确性.新的动能形式的主要优点是在气泡之间的小分离距离处获得渐近展开的可能性。得到了这些展开式并分析了它们的收敛性。研究结果可用于描述声场中气泡在接触前的接近和聚并过程。
2019-12-12 physics.flu-dyn
The Effect of Fluid Properties on the Operation of Thermal Bubble jet
近二十年来，随着爆炸沸腾在工业上的广泛应用，对爆炸沸腾的研究也越来越多。热气泡打印机，微型注射器和用于注射用微型药物是一些可能的应用。热气泡射流的工作过程包括三个阶段：1-传热过程，2-气泡在微通道中的形成和生长，3-液滴喷射。本文研究了流体性质对热泡射流运行的影响。因此，在上述每个过程中研究流体性质的影响。最后，将实验结果与模拟结果进行了比较，给出了液滴的体积和速度等特性。
2019-10-16 physics.flu-dyn
Dynamics of bubble migration in a square channel flow of a viscoelastic fluid
通过界面解析模拟研究压力驱动粘弹性流体方通道流中气泡迁移，发现剪切变稀改变迁移方向，弹性与惯性引发路径不稳定性，且气泡向壁面迁移引发的二次流速度比固体颗粒高约一个数量级。
2024-02-21 physics.flu-dyn
The impact of pressure oscillations on bubble rising in shear-thinning fluids
研究压力振荡对剪切稀释流体中气泡上升的影响，揭示非线性上升动力学及显著的上升速度提升。
2025-11-28 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
Resonance properties of forced oscillations of particles and gaseous bubbles in a viscous fluid at small Reynolds numbers
研究了粘性流体中微粒子和气泡在正弦外力作用下围绕平衡态的微小振荡。精确解的积分微分方程包含斯托克斯和记忆积分阻力。本研究的主要目的是澄清的记忆积分拖曳力的影响，在小雷诺数的粘性流体中的振荡颗粒或气泡的共振特性。获得了这两种物体的谐振曲线（外力的振幅与频率的关系）以及相位-频率关系，并与仅受斯托克斯阻力的传统振子的相应关系进行了比较。
2017-10-07 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
Experimental observation of a confined bubble moving in shear-thinning fluids
受限毛细管中长气泡的运动在工程和生物学应用中是普遍存在的。虽然对牛顿流体中管壁附近沉积的薄粘性膜的理解已经很好地发展，但对常见的非牛顿流体中的沉积动力学的研究仍然少得多。本文通过系统的实验研究了受限气泡在剪切变稀流体中的运动动力学，在考虑零剪切速率粘度的情况下，在$O(10^{-3}-10^2)$范围内改变零剪切速率毛细管数$Ca_0$。测量了沉积液膜的厚度、气泡速度和气泡前/后速度，并与最近基于适当流变模型的理论研究进一步合理化。与牛顿流体相比，羧甲基纤维素和Carbopol溶液的膜厚度减小时，剪切变稀效应占主导地位。我们发现，膜厚度遵循的标度律从\citet{aussillous2000quick}与有效毛细管数$Ca_e$，考虑到在薄膜中的特征剪切速率所提出的\citet{picchi2021motion}。$Ca_e$通过Carreau-Yasuda流变模型的Carreau数和幂律指数计算。剪切变稀效应也影响气泡速度，并延迟气泡前后壁向抛物线区的转变。特别是，气泡表面上的高度波动导致后弯月面的复杂的后粘度分布，并且实验与理论之间的偏差可能需要进一步的研究来解决轴向速度场。我们的研究可能会推进薄膜流动和非牛顿流体的涂层工艺的基本理解和工程指导方针。
2022-11-16 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 bean bags in shampoo
在这些流体动力学视频中，我们第一次展示了“泰勒气泡”与其较小且形状不同的对应物在剪切稀化的非牛顿流体中的各种相互作用，该流体被限制在狭窄的通道中。
2011-10-14 physics.flu-dyn
Bubbles and Filaments: Stirring a Cahn-Hilliard Fluid
对流Cahn-Hilliard方程描述了两相流体中搅拌和分离的竞争过程。直觉表明，泡沫会在一定的尺度上形成，而之前对凯恩-希利亚德动力学的研究似乎表明存在一个占主导地位的长度尺度。然而，Cahn-Hilliard相分离机制包含一个超扩散项，我们表明，通过在足够大的振幅搅拌混合物，我们激发扩散和压倒偏析，以创建一个均匀的液体。在中等振幅下，我们看到气泡区域与高扩散细丝区域共存。因此，该问题具有两个主要的长度尺度，与气泡和细丝相关。为了简单起见，我们使用一个混沌流，模仿湍流搅拌在大普朗特数。我们比较我们的结果与可变流动性的情况下，其中气泡尺寸的增长是由界面，而不是散装效果为主，并找到定性相似的结果。
2006-09-29 physics.flu-dyn
Symmetrically pulsating bubbles swim in an anisotropic fluid by nematodynamics
本研究发现向列相液晶可通过向列动力学打破时空对称性，使中心对称的脉动球形气泡实现低雷诺数游动，并揭示了受限提速及弯曲 disclination 包裹气泡的推进现象，为复杂流体中物体运动提供了新机制。
2023-07-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Flow onset for a single bubble in yield-stress fluids
我们使用计算方法来确定所需的最小屈服应力，以保持静态的浮泡在屈服应力液体。静态极限由气泡形状、无量纲表面张力（$γ$）和屈服应力与浮力应力之比（$Y$）决定。对于给定的几何形状，气泡对于$Y > Y_c$是静态的，这是我们针对一系列形状确定的。考虑到表面张力可以忽略不计，长扁长气泡与扁长气泡相比需要更大的屈服应力来保持静态。非零$γ$增加了$Y_c$，对于大的$γ$，屈服毛细管数（$Y/γ$）决定静态边界。在此极限下，虽然气泡形状很重要，但气泡方向并不重要。二维平面和轴对称气泡进行了研究。
2021-11-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Investigation of Surfactant-Laden Bubble Migration Dynamics in Self-Rewetting Fluids using Lattice Boltzmann Method
本研究采用基于中心矩的格子玻尔兹曼方法，首次探究自润湿流体中温度与表面活性剂诱导的马兰戈尼应力对迁移气泡的耦合效应，发现气泡会达到平衡位置且受表面活性剂和表面张力温度敏感系数调控，为调控气泡动力学提供新途径。
2024-10-08 physics.flu-dyn
Acoustic Bubble Dynamics in a Yield-Stress Fluids
当屈服应力流体的浮力施加的应力不足以引起材料的局部屈服时，屈服应力流体自然地捕获小气泡。在声激励下，捕获的气泡可以被驱动到体积振荡中，并施加额外的局部应变和应力，这可以触发屈服并帮助它们释放。在本文中，我们探讨了不同制度的微泡振荡和超声场驱动的模型屈服应力流体，卡波普微凝胶的平移。我们首先分析线性气泡振荡动力学来测量材料的局部高频粘度。然后，我们使用声压梯度，以诱导气泡的平移和检查的弹性部分的材料屈服以下的响应。我们发现，在中等的压力振幅下，由体积振荡和声辐射力施加的附加应力不会导致任何可检测到的不可逆气泡运动。在高压振幅下，我们观察到非球形振荡，导致不稳定的气泡运动。我们观察到的形状模式和临界压力不同的预测最近模型的形状振荡在软solids.Based上，我们的研究结果，我们讨论了可能的原因缺乏气泡释放卡波普，并建议其他系统中，超声辅助气泡上升可能会观察到。
2020-10-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Vorticity-induced flow-focusing leads to bubble entrainment in an inkjet printhead: synchrotron X-ray and volume-of-fluid visualizations
喷墨打印头中存在的振荡流可导致喷嘴出口处的空气-液体界面的强烈变形。这样的变形可能导致具有气泡夹断的向内指向的空气射流和随后的气泡夹带，这对喷墨打印的稳定性非常有害。因此，了解气泡夹带的机制对于提高打印稳定性至关重要。在目前的工作中，我们使用超快X射线相衬成像和直接数值模拟的基础上的体积的流体方法来研究的机制，在压电声学打印头的气泡夹带。我们首先证明了实验和数值之间的良好协议。然后，我们展示了不同类别的气泡夹断实验中获得的，这些也被捕获的数值。数值结果表明，斜压扭矩，这是在气液界面处产生的，由于密度和压力梯度的错位，导致在流动聚焦效应，驱动形成的空气射流，从气泡可以夹断。
2022-08-08 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
Bubble clouds in viscoplastic fluids
粘塑性流体可以通过平衡浮力应力与屈服应力来保持气泡/颗粒静止。在本研究中，我们研究了屈服应力流体中的气泡悬浮液。更准确地说，我们计算有多少气体分数$ϕ$，可以保持被困在一个屈服应力流体没有运动。关键参数是屈服数，它表示屈服应力与浮力应力的比值。在这里，我们的目标是阐明如何通过应力场的气泡感觉到他们的邻居，并计算临界屈服数的气泡云超过该流量被抑制。我们在一个完整的周期性框中进行2D计算，随机位置的单尺寸圆形气泡。大量的配置进行了调查，以获得统计收敛的结果。我们直观地预期，对于较高的体积分数，临界产额数较大。不仅在这里，我们建立了这种情况下，但我们也表明，短程相互作用的气泡增加临界产量甚至更显着的气泡云。结果表明，在稀相区，临界屈服数是体积分数的线性函数。在所研究的$0\le ϕ\le 0.31$范围内，基于数值试验，给出了一个近似临界屈服数（半经验）的代数表达式模型，并给出了上下估计.
2021-06-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Local projection stabilized finite element modeling of viscoelastic two-phase flows
本文提出了一种三场局部投影稳定化有限元方法，用于计算三维轴对称浮力驱动气泡在液柱中上升的问题，其中气泡或液柱可以是粘弹性的。两相流由时间相关的不可压缩纳维-斯托克斯方程描述，而粘弹性由时间相关域中的Giesekus本构方程建模。在时间相关的区域内，采用任意拉格朗日欧拉ALE格式和有限元法求解控制方程。ALE中的界面分辨移动网格允许精确地将界面张力和材料参数中的跳跃合并。一种基于丰富近似空间和不连续投影空间的一层局部投影稳定化方法（LPS）被用来稳定模型方程。稳定的数值方案允许我们使用等阶插值空间的速度和粘弹性应力，而inf-sup稳定的有限元用于速度和压力。对粘弹性流体中牛顿气泡的上升运动和粘弹性流体中牛顿气泡的上升运动进行了全面的数值研究。分析了粘度比、牛顿溶剂比、Giesekus迁移率因子和Eötvös数对气泡动力学的影响。数值研究表明，牛顿气泡在粘弹性流体中上升时，会经历尖形后缘的扩展，同时也会出现负尾流现象。然而，在牛顿流体中上升的粘弹性气泡在后驻点周围产生具有凹坑形状的压痕。
2019-02-18 physics.comp-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
Birth of a bubble: Drop impact onto a thin liquid film for an immiscible three-fluid system
研究不可混溶三流体系统中液滴冲击薄液膜时气泡形成的机制，通过数值模拟揭示液膜变形和气层润滑对气泡形成的关键作用。
2025-12-07 physics.flu-dyn
Drag coefficient of a rising bubble in a shear-thinning fluid using the power-law scheme coupled with a Cahn-Hilliard equation with a variable mobility: A lattice Boltzmann study and comparison with experiment
本文研究了幂律流体中由牛顿流体和非牛顿流体组成的多组分流体的流动行为，特别是气泡上升的终极速度。最近的格子玻尔兹曼（LB）模型扩展使用幂律方案，能够模拟在高密度和粘度比的牛顿和非牛顿流体流动。此外，在这项研究中引入了一个可变的流动性，以尽量减少非物理误差周围的小气泡的域。一个三组分流体流动系统的检查使用恒定和可变的流动性。结果表明，迁移率变化时各组分的稳定性更好，而迁移率不变时，各组分的界面耗散逐渐增加，质量逐渐减少。此外，两个测试案例，包括幂律流体驱动的两个平行板之间的流动进行了显示的准确性和能力的模型。为了找到一个网格独立的计算域，网格独立性测试进行表明，200*400域大小是适合我们的计算。然后，上升气泡的终极速度与文献中现有的关联式进行了比较，结果表明，与现有的研究，使在6个不同的情况下的平均相对误差为5.66%，结果是吻合得很好。此外，模拟的例子显示出良好的符合实验结果的雷诺数和Eotvos数的范围内。
2022-07-19 physics.flu-dyn
Coalescence of bubbles and drops in an outer fluid
当两个液滴接触时，一个微观的连接液体桥形成，并随着两个液滴合并成一个而迅速增长。尽管已经彻底研究了当液滴在真空或空气中聚结时的聚结，但许多重要情况涉及在稠密周围流体中的聚结，例如盐水中的油聚结。在这里，我们研究合并的气泡和液滴在外部流体。我们的数据表明，流动发生在更大的长度尺度上的外部流体比内部的滴本身。因此，我们发现，渐近早期政权总是由粘度的下降，独立的外部流体。相图显示了不同可能的后期动力学的交叉，确定了一个无量纲数，表示外部粘度何时可能很重要。
2014-07-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
An Extended Volume of Fluid Method and its Application to Single Bubbles Rising in a Viscoelastic Liquid
本文发展了一种扩展的流体体积法，用于一个粘弹性相和一个牛顿相的两相体系的直接数值模拟。一套完整的控制方程推导出的条件体积平均的局部瞬时体方程和界面跳跃条件。均相混合物模型适用于封闭的体积平均方程。一个额外的界面应力项出现在这种体积平均配方，需要特殊的处理，在一般的非结构化网格上的有限体积离散。提出了一种新的界面应力项的二阶精度有限体积离散格式。我们证明，该计划允许一个一致的处理界面应力和表面张力力的压力方程的分离解决方案的方法。由于高Weissenberg数的问题，一个适当的稳定化方法被应用到粘弹性相的本构方程，以增加在较高的流体弹性的方法的鲁棒性。直接数值模拟的瞬态运动的气泡在静态粘弹性流体中上升的实验代码验证的目的进行。当气泡体积超过一个临界值时，气泡上升速度的不连续性被捕获。界面应力的制定及其离散化的新方案被发现是至关重要的定量正确的预测跳跃不连续的终端气泡上升速度。
2018-06-11 physics.flu-dyn
A quantitative comparison of phase-averaged models for bubbly, cavitating flows
我们比较了两种建模方法的计算性能的稀空泡在液体中的流动。第一种方法是一个确定性的模型，其中气泡表示在拉格朗日框架平流功能，每个采样从平衡气泡大小的分布。通过局部体积平均来模拟与液相的动态耦合。第二种方法是随机的，系综相位平均是用来获得混合平均方程和场方程的相关气泡属性是在欧拉参考系。对于多分散的混合物，平衡气泡半径的概率密度函数离散化和气泡的性能，解决了每个代表仓。在这两种情况下，通过求解Rayleigh-Plesset-like方程的气泡动力学强迫的本地或混合物平均压力，分别关闭的方程。一个声激励稀气泡筛被用作比较的案例研究。我们发现，可观的合奏和体积平均模拟匹配密切，他们的收敛是一阶网格细化。通过比较各种方法的计算成本，建立了相位平均模拟的指导原则。的主要成本被证明是与随机关闭;多分散系综平均需要许多样本的基础PDF和体积平均需要重复，随机模拟，以准确地代表一个均匀的泡沫人口。这些成本的空间分辨率和气泡空隙率的相对敏感性。
2023-02-22 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Dumb Hole Associated with an Oscillating Bubbles Cluster
在本文中，它表明，在相互作用的振荡气泡群的流体变得不均匀。流体的声折射率的径向变化产生具有球对称性的声透镜。当与气泡群相关联的透镜的焦距等于位置矢量的长度时，则气泡群表现为哑孔。与气泡的性质不同，在吸引内力的作用下，团簇可以通过压缩来缩小半径，成为哑孔。
2020-07-08 physics.flu-dyn
Bursting bubbles in Herschel-Bulkley fluids: dynamics and jetting transitions
研究Herschel-Bulkley流体中气泡爆破的动力学与喷射转变，揭示粘塑性和非牛顿流变学的影响。
2025-11-28 physics.flu-dyn
How soap bubbles change shape while maintaining a fixed volume of air?
结合实验与理论，研究了拉伸肥皂泡在体积守恒约束下的形状演化与破裂机制，揭示了其与开放薄膜在稳定性及凸凹转变上的关键差异，对非平衡流体力学等领域具重要意义。
2024-12-21 physics.flu-dyn
Bubble Chandeliers
当水滴以非常低的速度撞击到水池表面时，它会被一层薄薄的空气覆盖，这层空气可以被拉伸成半球形。我们使用超高速视频成像来展示这个薄空气层是如何破裂的。这些破裂的数量和位置决定了所产生的无数微泡的形态。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
Simulation of the high Mach number motion for bubble collapse in a compressible Euler fluid using Basilisk
该研究利用Basilisk框架中的全马赫求解器，模拟了压缩性欧拉流体中气泡坍缩的高马赫数运动，验证了液态锂在空腔中更高的能量密度集中潜力。
2025-05-21 physics.flu-dyn
The impact of diffusion on confined oscillated bubbly fluid
本文研究了单分散泡状流体在两个平面固体壁面中的小振幅高频横向振动。这些振荡的频率被认为是高的，与典型的弛豫时间为一个单一的气泡相比，但体积振荡的本征频率。的时间平均的描述占相互耦合的阶段和气泡的扩散性。我们发现不均匀的液体平均静止的稳定状态。在相对低的频率下，检测到气泡在壁处或在平行于壁定向的平面中的积聚。这些一维状态被证明是不稳定的。在相对高的频率下，气泡在中心平面处积聚，并且溶液是稳定的。
2008-11-25 physics.flu-dyn
The effect of baffles on the hydrodynamics of a gas-solid fluidized bed studied using real-time magnetic resonance imaging
本文利用实时MRI观测内径190 mm气固流化床，揭示挡板在1–2 Umf气速下减小气泡尺寸、促进分裂并改变颗粒运动。
2023-06-05 physics.flu-dyn
Directed percolation in aerodynamics: resolving laminar separation bubble on airfoils
在自然界中，相变在本质上不同的系统中普遍存在，同时在它们的临界点处经常显示出普遍的行为。作为流体力学的一个基本现象，近年来的研究表明层流-湍流相变属于定向渗流的普适类。除此之外，还没有发现在技术相关的流体力学中遇到定向渗流的迹象。在这里，我们提出的第一个证据表明，在翼型上的层流分离气泡的发病可以很好地表征采用高保真粒子图像测速数据的定向渗流模型。在一个广泛的分析，我们表明，所获得的临界指数是强大的参数波动，即阈值的湍流强度，区分周围的流动和层流分离气泡。我们的研究结果表明，在流体力学的渗流模型的综合意义超出了基本的流动现象，特别是，它可以精确确定的层流分离气泡的转变点。这开辟了一个广泛的新的应用领域，从实验翼型空气动力学计算流体动力学。
2017-07-21 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
Gas Bubbles Emerging from a Submerged Granular Bed
这个流体动力学视频被提交到画廊的流体运动的2009年美国物理学会分部的流体动力学会议在明尼阿波利斯，明尼苏达州。在这个视频中，我们展示了一个简单实验的一些结果，在这个实验中，空气以已知的恒定流速通过单个喷嘴注入浸没在水中的颗粒床的底部。注入的空气以两种模式之一传播通过颗粒床。模式1的出现涉及小的离散气泡通过床的间隙空间采取曲折的路径。在模式1出现期间，多个小气泡可以同时在一系列位置中从床中排出。模式2的出现涉及大的离散气泡局部流化颗粒床，并在大约注射部位上方离开床。改变珠直径、珠密度和空气流速以研究颗粒床顶部气泡释放行为的变化。该系统是一个有用的模型，在湖泊中的甲烷渗漏。甲烷气泡是从湖床中有机物的分解中释放出来的。气泡的初始大小决定了有多少气体被吸收到湖中，有多少气体到达水面并释放到大气中。出现的气泡的大小和行为也可能影响湖中垂直混合的数量，以及从湖床到海底层的混合。
2009-10-16 physics.flu-dyn
The lifetime of shape oscillations of a bubble in an unbounded, inviscid and compressible fluid with surface tension
Shapiro和Weinstein（2011）在线性近似下证明了具有表面张力的可压缩无粘流体中球形气泡的一般扰动随时间推移呈指数衰减$\sim e^{-Γt}, Γ>0$。形式上的渐近和数值证据导致了这样的猜想：$Γ\approx \frac{A}ε \frac{We}{ε^{2}} \exp(-B \frac{We}{ε^2})$，其中$0<ε\ll1$是马赫数，We是韦伯数，$A$和$B$是正常数。本文证明了这一猜想，并计算了$ε$中首阶的$A$和$B$.
2012-10-01 math-ph math.AP math.MP
Simulation of two-fluid flows using a Finite Element/level set method. Application to bubbles and vesicle dynamics
Université Grenoble 1 / CNRS（格勒诺布尔第一大学 / 法国国家科学研究中心）；Université de Strasbourg / CNRS（斯特拉斯堡大学 / 法国国家科学研究中心）
提出并验证了基于有限元/水平集方法的两相流框架，通过引入拉格朗日乘子约束膜不可伸缩性，并采用高阶多项式近似，成功模拟了气泡上升和囊泡的“坦克履带”及翻滚运动。
2012-02-02 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
Dispersion of air bubbles in isotropic turbulence
气泡在许多自然和工业流动中的化学物质和营养物质的运输中起着重要作用。它们的分散对于理解这些流动中的混合过程至关重要。在这里，我们报告的分散毫米气泡在均匀和各向同性湍流雷诺数$\text{Re}_λ$从$110$到$310$。我们发现，在湍流中的气泡的均方位移（MSD）远远超过流体示踪剂。MSD显示了两种制度。在短时间内，它以弹道方式生长（$\propto τ^2$），而在更长时间内，它接近MSD $\propto τ$的扩散状态。引人注目的是，气泡从弹道向扩散的转变比流体早十年。我们发现，增强的分散和早期过渡到扩散制度可以追溯到非定常唤醒诱导运动的气泡。此外，气泡的扩散转变不是由湍流的积分时间尺度设定的（如对于流体示踪剂和微气泡那样），而是由上升气泡的涡流交叉的时间尺度设定的。目前的研究结果提供了一个拉格朗日的角度来理解混合湍流泡状流。
2018-06-30 physics.flu-dyn
Dynamic Manipulation of Multiphase Fluid in Microgravity Using Photoresponsive Surfactant
该研究通过定制光表面活性剂的微重力实验与建模，揭示气泡尺寸、光开关及吸附动力学对光-Marangoni运动的影响，为多相流体光控操控提供设计准则。
2025-03-14 physics.chem-ph physics.flu-dyn
Bursting of rigid bubbles
我们在这里提出了一个流体动力学视频有关肥皂刚性膜的爆裂。
2013-10-11 physics.flu-dyn
Unstable growth of bubbles from a constriction
气泡和液滴在许多工程领域中无处不在，包括微流体，在微流体中它们可以用作筛选化学反应的微反应器。它们通常通过将给定体积的气体吹入液相而由收缩部（微流体通道或圆柱形管）形成。显然，能够控制它们的大小是至关重要的，这并不总是容易的，因为气泡的体积和由拉普拉斯定律引起的气体压力之间的耦合。在本文中，我们研究的大小和形成动力学的肥皂泡吹从一个圆柱形管，这是典型的几何气泡和液滴的形成。为此，管的一端由肥皂膜封闭，而另一端连接到充满气体的可变体积的大储液器。为了使气泡中的气体膨胀，我们减小了储液器的体积，这模拟了通过肺隔膜的空气膨胀或微流体几何形状（例如流动聚焦）中的流速驱动的气泡形成。随着储存器的体积减小，气体压力增加，皂膜弯曲并呈现具有越来越小的曲率半径的球形帽的形式。这种准静态过程一直持续到达到临界压力，此时气泡呈准半球形。超过这个压力，薄膜经历快速的拓扑变换，并非常迅速地膨胀（不到100 ms），直到达到其最终体积。我们描述了这种不稳定性，特别是通过显示，这种不稳定的政权出现时，一个无量纲数-其表达式，我们指定-达到一个临界值。使用一个准静态模型，我们解决了分析，我们预测的气泡生长动力学和最终高度的气泡产生的任何水库体积和收缩尺寸。
2022-10-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Interplay between streaks and vortices in shock-boundary layer interactions with conditional bubble events over a turbine airfoil
研究超音速涡轮叶片激波-边界层相互作用中气泡、条纹和涡旋的相互作用，揭示高速条纹与涡旋对气泡内流体混合及湍流动能的影响。
2025-12-12 physics.flu-dyn
Nonspherically symmetric equilibrium bubbles in a steadily rotating incompressible fluid
本文研究稳定旋转不可压缩流体中的平衡气泡，证明非平凡旋转流平衡解的存在性，构造非球对称角环面气泡，并将球形结果推广至轴对称纯方位角情形，且用 PINN 数值模拟气泡形状。
2025-07-23 math-ph math.AP math.MP
Catastrophic Cracking Courtesy of Quiescent Cavitation
一个流行的聚会技巧是把一个玻璃瓶装满水，然后用一只张开的手击打瓶子的顶部，导致瓶子的底部裂开。我们通过使用高速视频和加速度计来调查灾难性开裂的来源。仔细观察后，很明显，撞击瓶子顶部所引起的加速度之后是底部附近气泡的形成。几乎瞬时加速度在瓶底部形成低压区域，在此形成空化气泡。片刻之后，空化气泡以大约10倍于形成速度的速度崩溃，导致瓶子破裂。加速度计数据显示，瓶子在气泡破裂后破裂，并且气泡破裂的幅度大于初始冲击。这个流体动力学视频强调，如果瓶子是空的，或者如果它充满了碳酸液体，这个技巧将不起作用，因为蒸汽气泡充满了溶解在液体中的二氧化碳，防止气泡破裂。一个修改的空化数，包括流体的加速度（a），蒸汽压力（Pv），和流体柱的深度（h），推导出以确定何时发生的空腔开始。通过实验发现，当空化数小于0.5时，空化泡的形成较为明显。基于修正的空化数的实验表明，徒手打破玻璃瓶的最简单方法是用非碳酸化的高蒸汽压流体填充它，然后用力敲击。
2013-10-14 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
Bubble-Induced Entrainment at Viscoplastic-Newtonian Interfaces
本文通过数值模拟研究了气泡穿过粘塑性-牛顿流体界面时的液体夹带行为，发现气泡在临界毛细管数约5时破裂，夹带体积较牛顿流体显著减小，并识别出四种夹带状态，为理解甲烷湖泊浑浊机制提供了依据。
2023-10-26 math-ph math.MP physics.bio-ph
Revealing mesoscale bubble and particle dynamics in ultrasound-driven multiphase fluids by ultrafast synchrotron X-ray radiography and hybrid modelling
University of Hull（赫尔大学）；University of Wyoming（怀俄明大学）；Oxford Brookes University（牛津布鲁克斯大学）；Brunel University London（伦敦布鲁内尔大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本研究通过超快同步辐射X射线成像和混合建模，揭示超声驱动多相流中气泡与疏水颗粒的介观尺度能量传输机制，为优化纳米材料分散提供新视角。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
The ejected volume and drop statistics by bubble bursting in a sessile drop
Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）
本研究通过数值模拟揭示了静止液滴中气泡破裂的喷射体积与液滴尺寸分布规律，发现邦德数影响喷射量，重力决定携带量，且模拟结果与实验在速度上高度吻合。
2026-10-06 physics.flu-dyn
Electrowetting of a soap bubble
一个概念验证演示的电润湿介电质的固着肥皂泡在这里报道。这些气泡是用商业肥皂泡混合物产生的--表面由高度掺杂的商业硅片组成，硅片上覆盖着纳米厚的聚四氟乙烯薄膜。小于40 V的电压足以观察到气泡形状和表观气泡接触角的改变。这样的观察尤其为在流体微系统（例如芯片上实验室）中的气泡运输（与液滴运输相反）的可能性开辟了道路-在体积、速度和表面/体积比方面的潜在增益是不可忽略的。
2013-04-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Bubble effect on Kelvin-Helmholtz' instability
我们推导出边界条件的界面（接触不连续性）的一类拉格朗日模型描述，特别是，泡状流。我们使用这些条件来研究Kelvin-Helmholtz的不稳定性，该不稳定性在纯不可压缩流体和含有气泡的流体的两个叠加层的流动中发展，以不同的速度共同流动。我们表明，在一个层中的气泡的存在下，稳定的流动在一定的波长间隔。
2008-01-16 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Asymmetric deformations of a perturbed spherical bubble in an incompressible fluid
本文研究不可压缩流体中受非对称小扰动的球形气泡演化，证明平衡气泡必为球形，并分析等压近似下线性化初值问题，揭示热阻尼下模型全局适定但非径向分量无阻尼振荡，而黏性耗散导致不适定，指出需引入涡量或气体压力非均匀性才能准确描述一般变形。
2024-08-07 math-ph math.AP math.MP
Tangential and normal partial slip at the liquid-fluid interfaces: An application to a small liquid droplet, gas bubble, and aerosol
Shubnikov Institute of Crystallography（舒尔尼科夫晶体学研究所）
研究了液-流界面的切向和法向部分滑移问题，推导了气泡上升和气溶胶下沉终端速度的新方程，并通过实验验证了气泡和液滴内气体密度分布不均的现象。
2026-10-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A new complex fluid flow phenomenon: Bubbles-on-a-String
本文报道了一种新的流体流动现象“串上气泡”（BUoaS），即粘弹性射流撞击同种液体浴槽时产生稳定环形气泡，并指出低表面张力是关键，非牛顿流变特性最有利于其发生。
2025-01-20 physics.flu-dyn
Bubble number in a caviting flow
空化是有障碍物流体流动的一种普遍现象。它出现在快速核发动机的冷却管道中。提出了一种利用拉普拉斯理论和液体和蒸汽体积的共同非凸能量的这种现象的模型。该模型使得可以确定气泡密度的上限（流中每单位体积的气泡数量）。空化的最大强度与流体流动的机械和热特性有关。
2008-07-31 physics.class-ph physics.flu-dyn
