Translational and radial motions of a bubble in an acoustic standing wave field

音響定在波中の気泡の並進及び半径方向の運動

渡辺 正; 久木田 豊

Watanabe, Tadashi; Kukita, Yutaka

微小重力下における二相流制御技術のひとつとして、超音波の利用が考えられている。そこで、超音波が作用した場合の二相流挙動を明らかにするため、音響定在波中の気泡の運動について調べた。液体中におかれた単一球形気泡の並進及び半径方向の運動方程式を連立して数値的に解いた。その結果、共振気泡より大きい気泡は圧力場の節へ移動し半径方向の振動は小さくなること、また共振気泡より充分小さい気泡は圧力場の腹へ移動し、最大圧力振幅のもとで半径方向に振動することが示された。共振気泡よりわずかに小さい気泡については、半径方向並進方向いずれにもカオス的な振動を示すことが、ポアンカレマップ及びパワースペクトルにより明らかとなった。カオス的運動をおこす気泡径の範囲は圧力振幅に依存し、また気泡の半径方向の応答は圧力振幅ばかりでなく並進運動に作用するまさつにも依存することが解った。

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