【摘 要】
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水下气泡的运动是水下航行器减阻和化工领域中的基础问题.本研究针对横向来流条件下气泡形成的现象进行了研究,主要包括循环水槽实验和理论模型的建立与求解.首先用开有通气
【机 构】
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中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室,北京,100190中国科学院大学工程科学学院,北京,100049
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水下气泡的运动是水下航行器减阻和化工领域中的基础问题.本研究针对横向来流条件下气泡形成的现象进行了研究,主要包括循环水槽实验和理论模型的建立与求解.首先用开有通气孔的平板模型在循环水槽中进行实验,并配合高速摄像设备记录气泡各时刻的形态.然后依据力平衡、运动学方程和量纲分析建立了气泡膨胀阶段和分离阶段的理论模型,利用四阶Runge-Kutta算法并结合初始条件进行数值求解,得到气泡在各个时刻的质心位置、倾斜角度和气泡尺寸大小.最后将数值计算结果与实验结果进行对比,结果表明两者具有良好的一致性,均方根误差为5.38％,进而证实了理论模型的可靠性.
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