平行平板狭缝附近空泡动力学的实验研究

摘要

狭缝中的空泡在微流体控制和泵送中有着广泛的应用。然而，在狭缝和外部自由流体空间交界面附近的空泡动力学行为尚不清楚。利用高速摄影实验系统，对交界面附近激光诱导空泡的溃灭和回弹行为进行了实验观察。通过改变空泡形心与交界面之间的无量纲距离，研究了空泡的变形和平移运动过程。研究发现：(1)受交界面影响，空泡具有明显的各向异性变形和平移。在空泡溃灭阶段，当空泡与交界面的距离较小时，狭缝外部的空泡表面溃灭速度更快。(2)随着无量纲距离的增加，空泡在溃灭阶段各方向的速度差异呈先增后减的变化趋势，空泡形心位移的变化趋势也是如此。(3)随着无量纲距离的增大，在回弹阶段，空泡云团的形状和膨胀范围也有显著差异，空泡右端点的膨胀方向发生明显变化。

关键词

空化 / 泡动力学 / 微流体控制 / 狭缝 / 高速摄影

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51976056)