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摘要
气泡的运动形式往往受到边界条件的显著影响,近边界气泡在第一次溃灭后依然具有一定的能量,其运动射流仍可造成结构的损伤。因此,开展相关气泡实验可为近场水下爆炸射流方向的判定与气泡二次脉动带来的舰船毁伤提供参考。为揭示气泡与竖直壁面的相互作用规律,采用实验效果理想的电火花气泡发生装置在减压条件下生成气泡,并使用高速摄像机捕获气泡的膨胀,坍塌,回弹,再次坍塌和迁移过程,对气泡的第二次脉动进行了分析。实验结果显示气泡对两个参数敏感:初始气泡中心到竖直壁面的无量纲距离γw和表示浮力影响的无量纲参数δ。实验揭示了竖直壁面附近气泡的动力学特性,得到壁面效应、气泡的非对称性坍塌和气泡中心迁移随两个敏感参数的变化规律,为相关理论和数值研究提供支持;测量了不同情况下气泡坍塌的角度,发现了明显的变化趋势,利用射流角度的可控性,对清洁刚性表面引入了一种新的思路。
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