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基于气泡统一方程的声场双气泡耦合作用研究
被引量：
2
1
作者
谈乃正
詹立蕾
+2 位作者
李世民
李帅
张阿漫
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期213-222,共10页
针对声致空化现象中双气泡相互作用力展开了研究。本文基于气泡动力学的基本理论,将气泡统一方程应用到声场中双气泡的耦合作用研究中,建立了可用于计算声场中多气泡耦合的理论模型,并以此研究了不同类型的声场中双气泡次Bjerknes力的...
针对声致空化现象中双气泡相互作用力展开了研究。本文基于气泡动力学的基本理论,将气泡统一方程应用到声场中双气泡的耦合作用研究中,建立了可用于计算声场中多气泡耦合的理论模型,并以此研究了不同类型的声场中双气泡次Bjerknes力的变化趋势。研究结果表明:在声压幅值较小的行进波声场中,对于非线性脉动的双气泡,其相互作用现象不仅与声场参数相关,还会受到双气泡初始体积比的影响。若固定其中一个气泡的初始体积,同时改变另一个气泡的初始体积,则双气泡间第1周期内的次Bjerknes力会在初始体积相等时达到第1个极值,随后呈现周期性的起伏,并在总体上呈增大趋势;而双气泡相互作用在声压幅值较大的行进波声场中会随初始半径比的增大持续增强,且周期性的起伏现象并不明显。在驻波声场中靠近波节的位置也能观测到这一现象。此外,本文还探究了非线性振动的双气泡在具有相同频率、不同声压幅值的组合波声场中的耦合效应。本文的研究可为声场中双气泡相互耦合作用以及气泡群动力学相关应用提供理论基础。
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关键词
声致空化
双
气泡
耦合
气泡统一方程
次Bjerknes力
气泡
初始体积比
行进波
驻波声场
反射波耗散
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职称材料
基于EFEM和气泡统一方程的双气泡耦合效应研究
被引量：
2
2
作者
许流逸
李世民
+2 位作者
王诗平
刘云龙
张阿漫
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第7期835-849,共15页
基于Euler有限元方法(EFEM),建立了双气泡水下脉动轴对称数值模型,通过与气泡统一方程和实验结果的对比,该模型的准确性和网格的收敛性得到了充分验证.计算结果表明,相比其他气泡理论,气泡统一方程对气泡动力学行为和流场中压力载荷的...
基于Euler有限元方法(EFEM),建立了双气泡水下脉动轴对称数值模型,通过与气泡统一方程和实验结果的对比,该模型的准确性和网格的收敛性得到了充分验证.计算结果表明,相比其他气泡理论,气泡统一方程对气泡动力学行为和流场中压力载荷的预测更为准确.结合EFEM和气泡统一方程,研究了浮力参数δ和强度参数ε对双气泡耦合规律的影响.当δ≤0.15时,上气泡在下气泡的作用下会产生垂直向下的射流,此时下气泡边界与固壁边界相似;而当δ增大至0.2时,下气泡对上气泡的影响减弱,浮力效应占据主导地位,上气泡的射流方向垂直向上.ε对气泡间的耦合作用未造成明显影响,但当ε≥150时,其对气泡射流速度的作用会明显减弱.
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关键词
气泡
动力学
EFEM
气泡统一方程
气泡
耦合
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职称材料
基于气泡统一方程的水下爆炸气泡迁移特征参数影响规律研究
被引量：
6
3
作者
徐润泽
唐皓
+1 位作者
李世民
王诗平
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期2544-2554,共11页
气泡统一方程能够高效描述考虑多种因素的球状气泡动力学行为,但描述气泡迁移方程中的特征参数对于气泡行为的影响规律以及如何确定特征参数尚不明晰.基于气泡统一方程建立了理论模型进行计算与“欧拉有限元”数值算法以及经典球状气泡...
气泡统一方程能够高效描述考虑多种因素的球状气泡动力学行为,但描述气泡迁移方程中的特征参数对于气泡行为的影响规律以及如何确定特征参数尚不明晰.基于气泡统一方程建立了理论模型进行计算与“欧拉有限元”数值算法以及经典球状气泡理论模型进行对比,并结合以下爆炸实验,进一步验证了气泡统一方程的科学性以及相较于其他理论模型的优势.在此基础上,探究了迁移方程特征参数对自由场水下爆炸气泡动力学的影响规律.研究表明,拖曳力系数和附加质量系数对于气泡第一周期脉动的影响可忽略不计,拖曳力系数相比于附加质量系数对气泡迁移的影响更具有主导作用.当拖曳力系数较大时,其对气泡迁移产生明显的阻碍效果,反之不足以对气泡迁移提供阻碍效果.附加质量系数对气泡迁移也是阻碍作用,其对气泡迁移的影响近乎线性.确定迁移特征参数需要围绕具体问题来分析,基于研究结果并结合相似实验可以明确迁移特征参数,并采用理论计算为水下爆炸实际工程应用提供指导与参考.
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关键词
气泡统一方程
水下爆炸
气泡
气泡
迁移
拖曳力系数
附加质量系数
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职称材料
题名
基于气泡统一方程的声场双气泡耦合作用研究
被引量：
2
1
作者
谈乃正
詹立蕾
李世民
李帅
张阿漫
机构
哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地
哈尔滨工程大学船舶工程学院
出处
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期213-222,共10页
基金
国家自然科学基金项目(51925904,52088102)
海南省财政科技计划(ZDKJ2021020)。
文摘
针对声致空化现象中双气泡相互作用力展开了研究。本文基于气泡动力学的基本理论,将气泡统一方程应用到声场中双气泡的耦合作用研究中,建立了可用于计算声场中多气泡耦合的理论模型,并以此研究了不同类型的声场中双气泡次Bjerknes力的变化趋势。研究结果表明:在声压幅值较小的行进波声场中,对于非线性脉动的双气泡,其相互作用现象不仅与声场参数相关,还会受到双气泡初始体积比的影响。若固定其中一个气泡的初始体积,同时改变另一个气泡的初始体积,则双气泡间第1周期内的次Bjerknes力会在初始体积相等时达到第1个极值,随后呈现周期性的起伏,并在总体上呈增大趋势;而双气泡相互作用在声压幅值较大的行进波声场中会随初始半径比的增大持续增强,且周期性的起伏现象并不明显。在驻波声场中靠近波节的位置也能观测到这一现象。此外,本文还探究了非线性振动的双气泡在具有相同频率、不同声压幅值的组合波声场中的耦合效应。本文的研究可为声场中双气泡相互耦合作用以及气泡群动力学相关应用提供理论基础。
关键词
声致空化
双
气泡
耦合
气泡统一方程
次Bjerknes力
气泡
初始体积比
行进波
驻波声场
反射波耗散
Keywords
acoustical cavitation
double-bubble coupling
unified equation for bubbles dynamics
secondary Bjerknes force
initial volume ratio of bubbles
traveling wave sound field
standing wave sound field
reflection wave dissipation
分类号
O426.4 [理学—声学]
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职称材料
题名
基于EFEM和气泡统一方程的双气泡耦合效应研究
被引量：
2
2
作者
许流逸
李世民
王诗平
刘云龙
张阿漫
机构
哈尔滨工程大学船舶工程学院
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第7期835-849,共15页
基金
国家自然科学基金(51925904,52088102)
中国博士后科学基金(2024T171136)
+1 种基金
黑龙江省博士后资助项目(LBH-Z23115)
国家资助博士后研究人员计划(GZB20230942)。
文摘
基于Euler有限元方法(EFEM),建立了双气泡水下脉动轴对称数值模型,通过与气泡统一方程和实验结果的对比,该模型的准确性和网格的收敛性得到了充分验证.计算结果表明,相比其他气泡理论,气泡统一方程对气泡动力学行为和流场中压力载荷的预测更为准确.结合EFEM和气泡统一方程,研究了浮力参数δ和强度参数ε对双气泡耦合规律的影响.当δ≤0.15时,上气泡在下气泡的作用下会产生垂直向下的射流,此时下气泡边界与固壁边界相似;而当δ增大至0.2时,下气泡对上气泡的影响减弱,浮力效应占据主导地位,上气泡的射流方向垂直向上.ε对气泡间的耦合作用未造成明显影响,但当ε≥150时,其对气泡射流速度的作用会明显减弱.
关键词
气泡
动力学
EFEM
气泡统一方程
气泡
耦合
Keywords
bubble dynamics
EFEM
unified bubble equation
bubble coupling
分类号
O351.2 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
基于气泡统一方程的水下爆炸气泡迁移特征参数影响规律研究
被引量：
6
3
作者
徐润泽
唐皓
李世民
王诗平
机构
哈尔滨工程大学船舶工程学院
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期2544-2554,共11页
基金
国家自然科学基金(52088102,12332014)
中国博士后科学基金(2023M740886)
+1 种基金
黑龙江省博士后资助(LBH-Z23115)
国家资助博士后研究人员计划(GZB20230942)资助项目.
文摘
气泡统一方程能够高效描述考虑多种因素的球状气泡动力学行为,但描述气泡迁移方程中的特征参数对于气泡行为的影响规律以及如何确定特征参数尚不明晰.基于气泡统一方程建立了理论模型进行计算与“欧拉有限元”数值算法以及经典球状气泡理论模型进行对比,并结合以下爆炸实验,进一步验证了气泡统一方程的科学性以及相较于其他理论模型的优势.在此基础上,探究了迁移方程特征参数对自由场水下爆炸气泡动力学的影响规律.研究表明,拖曳力系数和附加质量系数对于气泡第一周期脉动的影响可忽略不计,拖曳力系数相比于附加质量系数对气泡迁移的影响更具有主导作用.当拖曳力系数较大时,其对气泡迁移产生明显的阻碍效果,反之不足以对气泡迁移提供阻碍效果.附加质量系数对气泡迁移也是阻碍作用,其对气泡迁移的影响近乎线性.确定迁移特征参数需要围绕具体问题来分析,基于研究结果并结合相似实验可以明确迁移特征参数,并采用理论计算为水下爆炸实际工程应用提供指导与参考.
关键词
气泡统一方程
水下爆炸
气泡
气泡
迁移
拖曳力系数
附加质量系数
Keywords
unified equation for bubble dynamics
underwater explosive bubbles
bubble migration
drag force coefficient
additional mass coefficient
分类号
O359 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于气泡统一方程的声场双气泡耦合作用研究
谈乃正
詹立蕾
李世民
李帅
张阿漫
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于EFEM和气泡统一方程的双气泡耦合效应研究
许流逸
李世民
王诗平
刘云龙
张阿漫
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于气泡统一方程的水下爆炸气泡迁移特征参数影响规律研究
徐润泽
唐皓
李世民
王诗平
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
6
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职称材料
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