气泡在波浪中运动的实验研究

本文对气泡在波浪中的运动进行了实验研究，得到了气泡在波浪中运动的平均上升速度及上升运动轨迹，并同理论进行了比较。发现当气泡直径小于１ｍｍ时，气泡在波浪中的平均上升速度与静水中的稳定上升速度基本一致，波浪的影响很小，且是随机的。当气泡直径大于１ｍｍ时，气泡在波浪中的平均上升速度不再随直径增大而增大，而是趋向于某一定值。这与气泡在静水中稳定上升速度的变化趋势是一致的。当气泡直径小于１ｍｍ且气泡到液面的     

气泡浮子法测量流速的研究

文章研究了温度对不同直径的气泡在水中运动的影响,计算了不同流态、不同形状的气泡在不同温度中上升的最终速度,并进行了气泡上升速度对温度的敏感性分析。通过实验验证了气泡在静水中运动规律,给出了测量流速的气泡发生器装置图以及气泡发生器产生的适宜的气流和出气针头。测定了不同直径下气泡上升的最终速度并与理论值进行了比较,结果表明：在4mm以下和理论分析结果比较吻合,建议实际测量时气泡直径最好控制在4mm以下。     

静水中气泡上升规律的研究和实验

研究了温度对不同直径的气泡在水中运动的影响,计算了不同流态、不同形状的气泡在不同温度中上升的最终速度,并进行了气泡上升速度对温度的敏感性分析。结合实验,理论值与实验值相对比,验证了气泡在静水中运动规律。介绍了测量流速的气泡发生器装置以及气泡发生器产生的适宜的气流和合适的针头。     

基于水动力学计算的气泡上升规律研究

不同直径气泡上升时间与水深之间的关系是气泡浮子法测流的基础。针对静水中气泡上升的加速与匀速过程进行了计算与分析,将气泡上升过程划分为加速与匀速段,基于流体力学原理,求得气泡匀速上升速度与直径之间的关系、加速时间及其高度占总上升过程的比例,以及不同直径气泡冒出时间与水深之间的关系。结果表明,气泡直径在[0.5,2.0]mm区间时最终速度的流态处于过渡区,在（2.0,4.0]mm区间时最终速度的流态处于紊流区,且最终速度随直径增大而增大;加速上升时间及其高度占总过程的比例极小,故可对气泡上升全过程近似做匀速处理;相同水深下,气泡直径越大,冒出时间越短。     

不同直径气泡在静水中运动特性的研究

运用VOF数值模拟技术分析了水中气泡的运动特性.采用了数值模拟方法测量气泡上升过程中的形状、上升速度和气泡轨迹,采用自编程序的数字图像处理技术进行模拟结果的后处理,并对获得的结果进行讨论分析.从分析结果可以看出:直径2mm以下的小气泡呈直线或“Z”字形运动状态,直径大于2mm的气泡为螺旋运动或者更复杂的随机运动；气泡速度经过初始加速阶段以后存在明显的震荡,这个震荡幅度与气泡的长宽比有很好的相关性；气泡在上升过程中顶部和尾部速度比中部速度大,气泡尾部涡竖直方向上分布的不对称状态是气泡上升路径发生改变的主要原因.     

静水中单个气泡的动力学特性数值模拟

为研究水中气泡上升的动力学特性,采用数值模拟方法,以静止水中的单气泡为研究对象,应用 CFD 分析软件,建立了气泡在浮力和重力作用下的仿真模型。模拟区域考虑了静水压力梯度场,采用无滑移技术处理流场边界及全结构网格技术处理气泡,对直径为 2.6 mm 和 4 mm 的气泡进行了数值模拟。分析了气泡在水中的运动机理,并将数值计算与实验数据进行了对比。结果表明：气泡在水中的上升路径与上升速度与试验结果吻合良好,此方法为利用数值手段研究水中气泡的运动特性提供了一个有效的解决途径。     

平口管口处气泡行为特征数值模拟

为研究平口管口处单个气泡行为特征,采用流体体积模型(Volume of Fluid, VOF)方法,数值模拟研究气泡的膨胀脱离过程,对比分析了浸没方式、管径、气体速度、液体密度和表面张力对气泡膨胀脱离时间和脱离直径的影响规律。研究结果表明:在3种不同管口浸没方式下,气泡膨胀脱离时间均随管口气体速度增大而降低,但降低速率逐渐减小;在底部和顶部浸没方式下,气泡膨胀脱离时间和脱离直径随表面张力增大而增加,随液体密度增大而降低;对于侧面浸没方式,气泡膨胀脱离时间和脱离直径随表面张力增大整体呈上升趋势,而受液体密度影响不大。气泡膨胀脱离时间与气泡脱离直径呈正相关。所建立的数学模型能够真实地模拟气泡形成及运动特征,从而提供一个有效的研究方法。     

静水中上升气泡沿倾斜壁面的运动特性试验研究

水中气泡在倾斜壁面附近的运动规律研究是当前气液两相流研究领域的热点问题.该文通过试验采用高速摄影和数字图像处理技术,初步研究了静水中上升气泡沿倾斜壁面的变形、黏附、滚动、反弹特性.研究结果表明,壁面倾斜角度越小,气泡接触壁面后的变形就越大;气泡以滚动的形式沿倾斜壁面运动;当壁面水平放置时,气泡会黏附在壁面上,而当壁面倾斜角度θ＜4.67.时,气泡会沿着倾斜壁面滚动一段距离后也会黏附在倾斜壁面上,当θ＞4.67.时,气泡会一直沿着倾斜壁面滚动直至脱离壁面;在更大的壁面倾角下,气泡在壁面上发生连续的碰撞和反弹运动,而气泡与壁面碰撞的反弹幅度随着壁面倾斜角度的增大而增大.该文研究结果旨在为相关的近壁面气泡运动特性研究提供参考.     

静止水中单个气泡与倾斜壁面碰撞及反弹的实验研究

采用高速摄影和图像处理技术,实验研究了在静止水中单个气泡与倾斜壁面碰撞与反弹运动。设计了试验装置,给出了照明方案、试验程序及数字图像处理的技术。获得了气泡与壁面碰撞后的运动轨迹、上升及反弹速度等参数,初步得到了气泡与壁面碰撞及反弹的规律。     

静水中气泡帷幕产生水平流的数值模拟研究

本文以变密度单流体的连续性方程、雷诺平均方程和k-ε方程为控制方程,采用VOF方法追踪空气和水的界面,通过在连续性方程中添加附加质量源,建立了静水中气泡帷幕的数学模型。数值模拟得到的静水中气泡帷幕产生水平流的特性与Bulson的试验结果吻合较好。通过对数值计算结果的分析得到不同供气量Q时气泡帷幕产生的水平流速度Vm,水平流厚度d等主要特征,对气幕防波堤的消波性能研究具有指导意义。     

气泡在波浪中的运动

本文研究了单个球形小气泡在理想流体的波浪场中在浮力作用下的运动，忽略气泡对波流场的影响，导出了气泡运动的方程组。对方程组进行了求解，发现气泡运动中非线性耦合的影响随气泡半径的增大而增大，对于较小的气泡可以忽略；在小气泡情况下，由于重力波频率与气泡本征振动频率相差太远，二者的振动不合耦合，在气泡的上升过程中，气泡的振动很快衰减，基本上可以忽略，给出了气泡上升运动的轨迹所需的时间，在波浪较大，气泡较小     

基于MATLAB的泄洪洞气泡运动轨迹检测

针对高水头泄洪洞气泡运动轨迹难以测定的情况,设计并制造了比尺为1∶100的雅砻江锦屏一级水电站泄洪洞模型,首次采用图像测量方法对泄洪洞内气泡沿程运动特性进行测量。使用高速摄像机拍摄到清晰的气泡运动图像序列,并利用MATLAB图像处理方法实现了对流场中气泡的分割识别,得到气泡的面积、形心等参数,并进一步获取了泄洪洞流场中单个气泡运动轨迹。     

THE MOTION OF A BUBBLE IN WAVES

The motion of a single spherical bubble due to buoyancy in the ideal fluid with waves is studied in this article. Assuming that the bubble has no effect on the wave field, equations of a bubble motion are attained. The equations are solved. It is found that the nonlinear effect increases with the increase of the bubble radius. Since the difference between the frequencies of gravity waves and the eigenfrequency of bubbles is great for small bubbles, their oscillations can not be coupled. During the rising of a bubble, the oscillation of the bubble decays very fast, so it can be ignored. The rising time and the motion orbit are given. When the wave is high and the bubble is small, the spiral orbit may appear.     

INTERACTION OF A CAVITATION BUBBLE AND AN AIR BUBBLE WITH A RIGID BOUNDARY

The motion of a spark-induced cavitation bubble and an air bubble near a rigid boundary is experimentally studied by using high-speed photography. Several dimensionless parameters are used to describe the geometrical configuration of the bubble-bubble-boundary interaction. The bubble-bubble interaction can be considered in two different conditions. The cavitation bubble will collapse towards the air bubble if the air bubble is relatively small, and away from the air bubble if the air bubble is relatively large. The two zones are identified in the bubble-boundary interaction, and they are the danger zone and the safety zone. The relative position, the bubble-boundary distance and the bubble-bubble distance play important roles in the bubble-bubble-boundary interaction, which can be considered in several conditions according to the responses of the bubbles. Air jets are found to penetrate into the cavitation bubbles. The cavitation bubble and the air bubble (air jet) move in their own way without mixing. The motion of a cavitation bubble may be influenced by an air bubble and/or a rigid boundary. The influence of the air bubble and the influence of the boundary may be combined, like some thing of a vector.     

气泡从浸没孔中生成与上升的数值模拟

应用改进的Level Set方法和Navier-Stokes方程，结合ALE数值算法，三维模拟了常流量下气泡在静止黏性液体中从浸没孔中生成与上升的过程。考察了气泡在两种不同的黏性液体以及在单孔和多孔条件下的生长过程。模拟结果与实验观测定性相符。数值试验表明，改进的Level Set方法改善了气泡的容积守恒性。模拟结果显示，在不同的黏性液体中单孔气泡的生成行为很不相同，在Paratherm传热流体中生成的气泡直线上升，而在水中则是盘旋上升；多孔气泡的生成不同步，气泡的尺寸及空间分布极其不均匀。     

INFLUENCE OF INCLINATION ANGLE ON THE MOTION OF TAYLOR BUBBLES IN UPWARD SLUG FLOW

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｌｕｇｆｌｏｗｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｓａｎｄｏｃｃｕｒｓｏｖｅｒａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆｇａｓａｎｄｌｉｑｕｉｄｆｌｏｗｒａｔｅｓｉｎｓｍａｌｌａｎｄｍｅｄｉｕｍｓｉｚｅｔｕｂｅｓ .Ｉｔｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｌａｒｇｅｂｕｌｌｅｔ ｓｈａｐｅｂｕｂｂｌｅｓ (ｒｅ ｆｅｒｒｅｄｔｏａｓｔｈｅＴａｙｌｏｒｂｕｂｂｌｅｓ) ,ａｌｍｏｓｔｆｉｌｌｉｎｇｔｈｅｔｕｂｅ ,ｗｈｉｃｈａｒｅｓｅｐａｒａｔｅｄｂｙｌｉｑｕｉ…