要想研究水下气泡的物理特性,理论分析与模拟仿真可以说是主要的两种方法。纵观国内外,在最近几十年当中有许多来自各个领域专家学者,客服种种专业技术上的难题对水下的气泡进行了系统的分析。早在1965年的时候Johnson与Hsieh系统的研究了单个气泡的运动规律,随后Morre也将之前的研究成果进行了进一步的完善,提出了许多大胆的假设。其中最著名的是假设了水下气泡在上升过程中半径大小随着时间与不同深度之间的变化规律。到了上世纪九十年代初,Chakraborty又系统的建立了上升运动与气泡半径变化的相互关联,并建立了相应的理论模型。73352
最近几年,我国的许多学者也如火如荼的进行着大量的水下气泡研究工作。在上个世纪九十年代,张建生系统的归纳了气泡的运动情况。其研究方法就是通过He - Ne 激光通过气泡边缘的特性从获取气泡的运动轨迹。论文网
到现在为止,升学与光学是研究水下气泡的两种根本方法。人们用声学方法对水下气泡的测量至今也有将近半个世纪的历史,综合其研究成果来看,此种方法是利用声波入射到气泡上,声波频率与气泡大小决定了气泡所激发的响应特性。当达到某一频率时就会发生共振,此时强的共振就形成了下一层谢振波的源。因此,震荡的气泡具有了声波散射与声波吸收两个物理过程,并分别产生散射截面与吸收截面。在实验的最终阶段,该方法利用水中的声学探测系统根据调到不同波段,对声波进行最终的检测。总的来看,声学探测的方法具有快速与较为准确的优点,但是其缺点在于抗环境干扰能力较差,因而精确度会受到一定的影响,水下气泡的科研工作就会产生较大的系统误差。反观水下汽泡的光学测量,其较高的稳定性与相对较低的误差引起了科研人员的关注。
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