Numerical study of acoustically driven bubble cloud dynamics near a rigid wall

New Eulerian/Lagrangian twophase flow modelを用いて、正弦波圧力場により励起された気泡雲の剛壁近傍での挙動を研究した。 励起圧力の振幅や周波数、雲や気泡の大きさ、ボイド率、初期離間距離などの主要なパラメータが気泡の集団挙動やその結果生じる壁面への圧力負荷に及ぼす影響について調べた。 その結果、加振圧力の振幅が大きくなるにつれて、非線形気泡雲ダイナミクスが顕著になり、壁面に高い圧力負荷がかかることがわかった。 最も強い集団気泡挙動は、優先共振周波数で発生する。 この共振周波数では、加振圧力の振幅が大きい場合に、気泡の相互作用により加振圧力よりも数桁高い圧力ピークが生じる。 数値的に得られた共振周波数は、線形理論から導かれる球状雲の固有振動数とは大きく異なっている（線形理論は非拘束媒体の小振幅振動を仮定している）。 加振の振幅が大きい場合、共振周波数は加振圧力振幅と周囲圧力の比が1より大きくなるまでほぼ直線的に減少することがわかった

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