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

Dinamica unui nor de bule excitat de un câmp de presiune sinusoidal în apropierea unui perete rigid este studiată folosind un nou model Eulerian/Lagrangian de curgere bifazică. Sunt investigate efectele unor parametri cheie, cum ar fi amplitudinea și frecvența presiunii de excitație, dimensiunile norului și ale bulelor, fracția de goluri și distanța inițială de distanțare, asupra comportamentului colectiv al bulelor și a sarcinilor de presiune rezultate asupra peretelui din apropiere. Studiul arată că dinamica neliniară a norilor de bule devine mai pronunțată și are ca rezultat o sarcină de presiune mai mare la perete pe măsură ce crește amplitudinea presiunii de excitație. Cel mai puternic comportament colectiv al bulelor are loc la o frecvență de rezonanță preferată. La această frecvență de rezonanță, vârfurile de presiune cu ordine de mărime mai mari decât presiunea de excitație rezultă din interacțiunea bulelor atunci când amplitudinea excitației presiunii este mare. Frecvența de rezonanță obținută numeric este semnificativ diferită de frecvența naturală raportată a unui nor sferic derivată din teoria liniară, care presupune oscilații de amplitudine mică într-un mediu nemărginit. La amplitudini mari ale excitației, frecvența de rezonanță scade aproape liniar cu raportul dintre amplitudinea presiunii de excitație și presiunea ambiantă până când raportul este mai mare de unu.

.