基于特殊函数法的Rayleigh-Plesset方程理论解研究

作者:郭凯涛; 邵雪明; 张凌新
来源:水动力学研究与进展A辑, 2022, 37(03): 345-351.
DOI:10.16076/j.cnki.cjhd.2022.03.009

摘要

Rayleigh-Plesset方程是气泡动力学理论中的基本方程,描述了无限不可压缩流体中,球形气泡的运动,求解Rayleigh-Plesset方程对于进一步深入研究气泡生长、发展和溃灭具有重要意义。该文主要结合Sundman幂变换和特殊函数理论分析了无黏蒸汽泡的Rayleigh-Plesset方程的理论解。研究表明:蒸汽泡动力学演化规律可由超几何函数形式和Weierstrass椭圆函数形式解析表达,当不考虑表面张力时,两种函数均可表示蒸汽泡的演化规律;当考虑表面张力时,蒸汽泡的动力学演化可由部分Weierstrass椭圆函数表达。该文给出了蒸汽泡在两种情况下的参数解析解具体形式,结果表明:常压载荷下的蒸汽泡只能发生一次溃灭,且蒸汽泡的溃灭时间随流体表面张力的增大而减小。

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