液滴撞击深池液面气泡滞留现象模拟及机理研究

本文采用VOF模型模拟研究了不同We、Fr下液滴撞击液面过程，通过研究气液界面运动、速度场和压力场分布规律等，分析了气泡滞留现象的发生机理。结果表明，当液滴撞击速度较小(We=37.2，Fr=37.8)时，液滴与液面快速溶合，并在液面下部产生涡环；而随着撞击速度增大(We=149，Fr=151.2)，空穴壁面反向闭合产生气泡滞留现象，且形成快速射流液柱；随着撞击速度的进一步增大(We=595.9，Fr=604.7)，空穴回缩后产生向上运动的慢速射流液柱。此外，速度场分布和自由表面发展结果表明，气泡滞留现象的产生与空穴壁面表面张力波运动相关，当表面张力波到达空穴底部前，空穴底部开始反转时，气泡滞留现象消失。