Динамика пузырька газа в жидкости вблизи твердой поверхности

Изучена осесимметричная динамика пузырька газа в жидкости вблизи плоской твердой поверхности (стенки) при его расширении и последующем сжатии с переходом в тороидальную фазу движения. Жидкость считается идеальной несжимаемой, ее течение – потенциальным. Для определения положения точек контура пузырька и значений потенциала на нем использован метод Эйлера, для вычисления скорости жидкости на контуре – метод граничных элементов. Определены форма пузырька, давление в нем, скорость и давление в жидкости, окружающей пузырек. Построены профили давления на стенке и вдоль оси симметрии. Установлено, что при начальном расстоянии между пузырьком и стенкой, меньшем некоторого значения, толщина прослойки жидкости между пузырьком и стенкой в процессе его сжатия до момента перехода к тороидальной фазе движения уменьшается, а при начальном расстоянии, большем этого значения, увеличивается. При этом толщина прослойки в момент перехода в тороидальную фазу увеличивается с ростом начального расстояния между пузырьком и стенкой. Показано, что на тороидальной фазе динамики пузырька максимальное давление в жидкости, окружающей пузырек, наблюдается в области удара кумулятивной струи по поверхности слоя жидкости между пузырьком и стенкой. При этом воздействие струи может приводить к возникновению локальных деформаций поверхности пузырька (всплесков внутрь его полости), смещающихся от оси симметрии по мере вытеснения струей жидкости между пузырьком и стенкой.