Estudo numérico da dinâmica de uma nuvem de bolha acostumada perto de uma parede rígida

A dinâmica de uma nuvem de bolha excitada por um campo de pressão sinusoidal perto de uma parede rígida é estudada usando um novo modelo de fluxo bifásico Euleriano/Lagrangiano. Os efeitos de parâmetros chave como a amplitude e frequência da pressão de excitação, o tamanho da nuvem e da bolha, a fração vazia e a distância inicial de impasse sobre o comportamento coletivo das bolhas e as cargas de pressão resultantes sobre a parede próxima são investigados. O estudo mostra que a dinâmica não linear das nuvens de bolhas se torna mais pronunciada e resulta em maior carga de pressão na parede à medida que a amplitude da pressão de excitação aumenta. O comportamento mais forte da bolha coletiva ocorre em uma freqüência de ressonância preferida. Nessa freqüência de ressonância, picos de pressão de ordens de grandeza maiores que a pressão de excitação resultam da interação da bolha quando a amplitude da pressão de excitação é alta. A freqüência de ressonância obtida numericamente é significativamente diferente da freqüência natural relatada de uma nuvem esférica derivada da teoria linear, que assume pequenas oscilações de amplitude em um meio não vinculado. Em altas amplitudes da excitação, a freqüência de ressonância diminui quase linearmente com a razão entre a amplitude da pressão de excitação e a pressão ambiente até que a razão seja maior que 1,

.