Abnormally large acceleration of bubbles in flows of bubbly liquid

气泡液体流中气泡的加速度异常大

基本信息

  • 批准号:
    03805007
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1991
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1991 至 1992
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

1. A numerical sckeme was developed for flow around a deformable bubble rising through an incompressible viscous fluid. The solution algorithm is a modified MAC method. The bubble shape and the drag coefficient were determined for various Reynolds and the Weber numbers.2. Characteristics of bubbly flows were investigated theoretically and experimentally. First a new model equation of motion governing a dispersed bubble phase was proposed. Next, herperbolicity of the resultant system of governing equations for the bubbly flow was investigated in detail. Numerical simulations of bubbly flows through a converging- diverging nozzle were carried out on a supercomputer Fujitsu VP-2600 by using the propsed system of model equations. The numerical results were compared with the experiments in a water-nitrogen blow-down facility. It was confirmed that the numerical results agrees well with the experiments.3. Flow visualization by instantaneous photographs with a stroboscopic flash was performed to investigate the flow behavor of bubble clouds. A few interesting phenomena were observed in the downstream region of the nozzle throat. One of them, for example, is an "expansion-shock" of the bubble phase. This phenomenon cannot be explained theoretically at least for the present.4. The effects of impurity or surfactant on the flow behavior of bubbles remained for future study.
1.发展了一个数值计算程序,模拟不可压缩粘性流体中上升的可变形气泡的绕流。求解算法是一种改进的MAC方法。确定了不同雷诺数和韦伯数下的气泡形状和阻力系数.对泡状流的特性进行了理论和实验研究。首先提出了一个新的分散气泡相运动模型方程。其次,详细研究了泡状流控制方程组的双曲性。本文利用所提出的模型方程组,在Fujitsu VP-2600超级计算机上对缩放喷管泡状流场进行了数值模拟。数值计算结果与水氮放空装置的实验结果进行了比较。计算结果与实验结果吻合较好.利用频闪瞬时摄影技术对气泡云的流动特性进行了研究。在喷管喉部下游区域观察到一些有趣的现象。其中之一,例如,是一个“膨胀冲击”的泡沫阶段。这种现象至少目前还不能从理论上得到解释.杂质或表面活性剂对气泡流动行为的影响有待进一步研究。

项目成果

期刊论文数量(42)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hiroo Yonechi: "Bubbly Flows through a ConvergentーDivergent Nozzle" Mem.Fac.Eng.Kyoto Univ.54. (1992)
Hiroo Yonechi:“气泡流过收敛-发散喷嘴”Mem.Fac.Eng.Kyoto Univ.54(1992)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
菅野 実: "変形を伴う気泡まわりの流れの数値解析-2" 第10回航空機計算空気力学シンポジウム論文集(航空宇宙技術研究所特別資料).
菅野稔:《变形气泡周围流动的数值分析-2》第十届飞机计算空气动力学研讨会论文集(航空航天技术研究所特殊材料)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Natsuo Hatta: "Numerical Analysis of Gas-Particle Two-Phase Subsonic Freejets." J.Fluid Engineering. Vol.114. 420-429 (1992)
Natsuo Hatta:“气体粒子两相亚音速自由喷射的数值分析。”
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Natsuo Hatta: "Numerical Analysis of Gas-Particle Two-Phase Subsonic Freejets." J. Fluid Engineering. 114. 420-429 (1992)
Natsuo Hatta:“气体粒子两相亚音速自由喷射的数值分析。”
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yoshikuni Umeda: "Change of Oscillation Modes of Circular Underexpanded Jet by Impingement on a Small Plate." Mem.Fac.Eng.,Kyoto Univ.Vol.53. 195-214 (1992)
Yoshikuni Umeda:“通过撞击小板改变圆形欠膨胀射流的振荡模式。”
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
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  • 通讯作者:
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