Гидродинамическое взаимодействие слабонесферических газовых пузырьков в жидкости в трёхмерной постановке задачи

Изучено влияние взаимного расположения слабонесферических пузырьков газа (воздуха) в жидкости (воде) на их гидродинамическое взаимодействие в пучности давления ультразвуковой стоячей волны. Рассматривается три существенно различные конфигурации взаимного расположения пузырьков: линейная, плоская и пространственная. В первой конфигурации принято три пузырька на одной прямой, во второй - пять пузырьков на двух взаимно ортогональных прямых, в третьей — семь пузырьков на трёх взаимно ортогональных прямых. Во всех случаях один пузырёк является центральным, а другие расположены равноудаленно от него на указанных прямых. Пузырьки изначально сферические с радиусом 3 мкм. Условия комнатные, частота волны 20 кГц, амплитуда в 1.2 раза выше статического давления жидкости. Используется математическая модель, в которой жидкость считается слабосжимаемой слабовязкой, пузырьки — гомобарическими. Показано, что во всех конфигурациях пузырьков влияние их взаимодействия на радиальную динамику незначительно; центральный пузырёк остаётся неподвижным, а другие смещаются к нему с одинаковой для фиксированной конфигурации скоростью. При переходах от линейной конфигурации к плоской и от плоской к пространственной скорость сближения пузырьков возрастает. Во всех случаях деформации неподвижных центральных пузырьков меньше, чем остальных. Среди центральных пузырьков больше деформируется пузырёк в плоской конфигурации.