文献

J-GLOBAL ID：201502255764877605   整理番号：15A0575120

固体壁面上の気泡衝突の数値的および実験的調査

Numerical and Experimental Study of Bubble Impact on a Solid Wall

著者 (3件)： NI B. Y. (Harbin Engineering Univ., Harbin, CHN) ,  ZHANG A. M. (Harbin Engineering Univ., Harbin, CHN) ,  WU G. X. (Univ. Coll. London, London, GBR)
資料名： Journal of Fluids Engineering  (Journal of Fluids Engineering)
巻： 137  号： 3  ページ： 031206.1-031206.16  発行年： 2015年03月 
JST資料番号： C0997A  ISSN： 0098-2202  CODEN： JFEGA4  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 固体壁近傍の気泡またはキャビテーションは,各種工学応用で極めて重要である。剛体壁に非常に近い,または非常に狭い隙間内の気泡の動特性は,壁から離れた気泡挙動とは異なり,縮流段階で壁面に向かう高速噴流が剛体壁に直接衝突し,構造に甚大被害を与える。本研究では,速度ポテンシャル理論と境界要素法(BEM)に基づき,数値的困難を克服し,軸対称気泡衝突を模擬した。また広範な実験と数値解析を用いて,気泡動力学に及ぼす無次元距離の効果を調べた。一連の実験は透明水槽中の水平台の近くで,220Vの電気スパークで気泡を発生させて実施し,気泡運動と変形を高速ビデオで記録した。数学モデルはLaplace式による。気泡中の気体状態方程式と,境界要素法(BEM),Greenの第三アイデンティティによる変換を用いた。気泡中心間の初期距離と最大半径(約15mm)の比の,無次元パラメータ(λ)が0.45で,衝突気泡の成長と分裂に伴い,壁面に向かう中心噴流が生ずることを確認した。数値解析は,気泡面が壁に非常に近いか,水層が十分薄いときに,気泡下の圧力が,ほぼ気泡内圧に等しく,水層を除去した解析の妥当性を示す。水層が除去されると,気泡の反対側に形成される噴流が壁に直接衝突し,流れは壁に沿って半径方向に拡がり,最終的に外側接触点と合体することを示した。また気泡と剛体壁の間の距離は,λが0.6以上で,噴流速度はλと共に増加した。

シソーラス用語： 境界要素法 ,  *壁面 ,  液膜 ,  *衝突 ,  噴流
準シソーラス用語： 水膜

分類 (1件)： 膜流,液滴,気泡,キャビテーション  (BC02070U)

タイトルに関連する用語 (7件)： 固体 ,  壁面 ,  気泡 ,  衝突 ,  数値 ,  実験 ,  調査