두 액체 사이에 처음 위치한 진동 기포의 동적 행동

진동하는 기포와 근처의 액체-액체 인터페이스 간의 상호작용은 많은 잠재적 응용이 있는 복잡한 다상 문제입니다. 본 연구에서는 두 가지 서로 다른 액체 사이(즉, 간격이 없는 상태)의 기포 행동을 수치적으로 조사하였고, 높은 비선형성을 보이는 것으로 나타났습니다. 유한 요소법에 기반한 수치 모델이 구축되었습니다. 이는 중력장 내에서 기포의 비구형 붕괴를 시뮬레이션하고 결과를 실험과 비교하여 검증됩니다. 이후, 진동 기포와 액체-액체 인터페이스 간의 여러 상호작용 사례가 서로 다른 초기 조건으로 시뮬레이션됩니다. 밀도 인터페이스가 기포가 붕괴 단계에서 더 무거운 액체로 파고드는 제트를 형성하도록 유도한다는 것이 확인됩니다. 진동의 비차원 주기는 두 액체의 밀도 비율이 증가함에 따라 증가하며, 밀도 비율이 1.5를 초과할 때 고리 형태의 제트가 충격을 주어 압력 피크를 생성합니다. 중력의 영향을 고려할 때, 고리 형태의 충격이 강화되고 하강 제트는 약해진다는 것이 발견됩니다. 또한, 상당한 크기의 기포가 고리 제트의 충격에 의해 주 기포에서 분리됩니다. 부력이 매개변수가 임계값을 초과하면 중력이 기포 운동을 지배하게 되고, 고리 제트나 하강 제트가 형성되지 않습니다. 부력이 매개변수가 충분히 크면 기포는 위로 이동하고 붕괴 단계에서 액체-액체 인터페이스에서 분리됩니다.