Numerická studie dynamiky akusticky řízeného bublinového oblaku v blízkosti pevné stěny

Dynamika bublinového oblaku buzeného sinusovým tlakovým polem v blízkosti pevné stěny je studována pomocí nového Eulerova/Lagrangeova modelu dvoufázového proudění. Zkoumají se vlivy klíčových parametrů, jako je amplituda a frekvence budicího tlaku, velikost oblaku a bublin, frakce prázdnoty a počáteční odstupová vzdálenost, na kolektivní chování bublin a výsledné tlakové zatížení blízké stěny. Studie ukazuje, že nelineární dynamika oblaku bublin je výraznější a vede k vyššímu tlakovému zatížení stěny s rostoucí amplitudou budicího tlaku. K nejsilnějšímu kolektivnímu chování bublin dochází při preferované rezonanční frekvenci. Na této rezonanční frekvenci vznikají v důsledku interakce bublin při vysoké amplitudě budicího tlaku tlakové špičky řádově vyšší než budicí tlak. Numericky získaná rezonanční frekvence se výrazně liší od uváděné vlastní frekvence kulového oblaku odvozené z lineární teorie, která předpokládá oscilace s malou amplitudou v neohraničeném prostředí. Při vysokých amplitudách buzení klesá rezonanční frekvence téměř lineárně s poměrem amplitudy budicího tlaku k okolnímu tlaku, dokud tento poměr není větší než jedna.

.