Analyse de la stabilité de l'effet des ondes harmoniques sur la stabilité de la forme des bulles de cavitation acoustique

Un liquide irradié par des ultrasons de haute puissance génère des harmoniques et un bruit à large bande. L'effet des harmoniques contenues dans les ultrasons sur la stabilité de la forme des bulles a été étudié numériquement dans cette étude en résolvant l'équation de Keller-Miksis et l'équation dynamique de l'amplitude de distorsion afin d'identifier l'effet des harmoniques sur la taille d'équilibre des bulles de cavitation acoustique. Les résultats numériques ont indiqué que la tendance à la stabilité des bulles changeait pour les amplitudes de basse et de haute pression, ce qui pourrait être attribué à la diminution de l'expansion des bulles en raison des ondes harmoniques à haute pression. La bulle de cavitation est devenue plus instable dans des conditions de basse pression et plus stable dans des conditions de haute pression en raison des harmoniques ; cependant, la différence dans les zones stables était faible. La vitesse de la paroi de la bulle a contribué à la stabilité de la bulle dans les deux conditions d'amplitude. L'amplitude maximale de la vitesse de la paroi de la bulle a augmenté avec les ondes harmoniques pour les conditions de petite amplitude de pression, entraînant une forme de bulle instable. Le temps que la paroi de la bulle a passé à se déplacer à grande vitesse a été réduit avec l'augmentation des ondes harmoniques sous des conditions de haute pression, provoquant une forme de bulle stable. De plus, le décalage de phase de l'onde harmonique a affecté la stabilité de la bulle ; l'expansion de la bulle a été largement supprimée et la bulle est devenue plus stable avec l'augmentation de la pression minimale de l'onde composite.