气泡动力学在力学、化学、医学和生物学中起着重要作用。了解它们与容器周围壁的相互作用对于许多应用至关重要，包括空化侵蚀、水下爆炸、超声波清洁、冲击波碎石术(用于治疗肾结石)和无针喷射注射。因此，研究人员在实验和理论上(通过数值模拟)探索了气泡行为。然而，这些研究在很大程度上认为容器壁是刚性的，他们的发现不足以处理涉及振荡壁的情况 - 一种明显更复杂的行为 - 例如侵蚀，空化和微射流控制。
为了解决这个问题，由韩国釜山国立大学(PNU)的Warn-Gyu Park教授领导的来自越南和韩国的一组研究人员对以瑞利坍缩时间TR靠近以大振幅(大于气泡半径的百分之一)振荡的刚性壁附近。他们的工作于 14 年 2022 月 35 日在线发布，并于 1 年 05 月 2023 日发表在《流体物理学》杂志第 <> 卷第 <> 期上。
“使用可压缩的两相，即水和蒸汽，流动模型和流体相间锐化技术模拟了气泡破裂。此外，我们使用移动网格方案和正弦函数来表示墙壁振荡，“PNU博士生，该研究的第一作者Quang-Thai Nguyen先生解释说。“然后，我们根据固定壁附近气泡及其动力学的实验数据验证了我们模型的预测。在此之后，考虑了振荡墙的情况。
在他们的两相模型中，研究人员模拟壁最初朝向(同相)或远离(异相)气泡。虽然同相壁运动压缩了气泡表面，导致内部压力高，但在异相情况下发生了相反的情况。然而，在这两种情况下，泡沫的崩溃速度都比固定墙情景更快、更猛烈。还观察到明显的射流形成和更高的压力峰值。然而，每种情况下的坍塌时间都不同——0.0 TR适用于同相和 1.0 TR用于异相运动。
此外，研究人员还确定了壁振荡幅度到气泡半径和壁振荡时间段到T的影响。R气泡行为的比率，即其大小、塌陷时间和迁移，以及壁冲击冲击，即流速和冲击压力。仿真揭示了多个特征，包括振荡幅度到气泡半径为0.5的同相场景的临界点。
虽然这些结果本身很有趣，但它们的应用超出了扩展气泡墙相互作用的知识。 “它们将有助于工业工程新技术的开发，将实验室规模的应用转移到商业规模的运营中。例如，在我们的研究中观察到的最大射流速度和峰值冲击压力的高值可以帮助解决现有的微射流方向和空化侵蚀控制问题，“Park教授推测。 “此外，先进的数值方法可以扩展到分析可再生能源，生命科学和生物医学以及高速弹丸等领域的多相可压缩流动，”他总结道。
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