力学与实践

作者：王学渊, 周芳, 钱丽娟, 汤金桥, 王静竹, 王一伟,

关键词：近壁面, 离散气泡, 粒子图像测速, 脱落规律,

通过改变船舶近壁面流动状态以获得预期的力学效应，是一种提高航行器水动力性能的先进技术手段。本文基于精细流动观测水洞，通过调控通气量和横流速度两种关键流动参数，利用高速摄像技术和粒子图像测速（particle image velocimetry，PIV）方法，研究了横流条件下的气泡在平板壁面约束下的流动状态，从而得到近壁面气液两相流场结构演化及气泡脱落规律。实验结果表明，气泡主要以孔口脱落和颈缩脱落两种方式实现分离。并且从两种脱落流态的云图结果能得到，气泡在沿流向生长阶段其前缘头部形成正涡量区，而在气泡脱落断裂瞬间，该部位的垂向速度分量呈现垂直向上，并诱发局部负涡量。通过进一步统计表明，在不同横流雷诺数和通气系数的工况下，气泡脱落频率、长度及厚度均呈现出规律性的变化。

来源：2025年第5期

《力学与实践》期刊编辑部

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