大密度比气泡在含非对称障碍物微通道内的运动行为

采用格子玻尔兹曼方法研究了含非对称障碍物微通道内气泡变形、分裂、上升速度、以及剩余质量比的变化规律.研究结果表明,首先,气泡在穿过通道的过程中变形加剧时其上升速度会减小.其次,随着Eötvös数增加,气泡在穿过障碍物的过程中形变越来越严重,速度越来越大且通过时间越来越小.除此之外,随着气液黏度比增加,气泡变形更严重,上升速度显著增加,且气泡剩余质量比减少.另一方面,随着障碍物纵向距离增加,气泡通过障碍物的时间减少,而气泡的剩余质量比呈现近似不变-增加-减小-增加的变化趋势.再者,为了研究障碍物横向距离对气泡运动形态的影响,考虑了两种情况:一是两障碍物长度同时改变;二是仅改变单侧障碍物长度.结果表明,对于以上两种情况,当横向距离较小时,仅改变单侧障碍物长度造成气泡通过障碍物的时间更长.最后,研究结果还表明当右侧障碍物宽度足够大时,气泡离开障碍物时的位置几乎不变,而随着右侧障碍物宽度的增加,气泡穿过障碍物的时间缓慢增加,气泡的剩余质量比先近似不变然后大幅下降最后又保持近似不变.