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首页> 外文期刊>日本機械学会論文集 >界面活性剤溶液中を3次元運動する単一気泡の挙動: 第1報，活性剤濃度と3次元軌跡の関係
【24h】

界面活性剤溶液中を3次元運動する単一気泡の挙動: 第1報，活性剤濃度と3次元軌跡の関係

机译：表面活性剂溶液中单气泡三维运动的行为：第一份报告，表面活性剂浓度与三维轨迹之间的关系

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水中を上昇するミリサイズ気泡はらせん運動やジグrnザグ運動といった3次元運動を行う．この現象にはrn気泡の変形や水中の不純物の影響など様々な因子が含rnまれており，単純な系でありながら複雑な挙動を示すrn非常に興味深い現象である．%To investigate surfactant effects on path instability of a single bubble, measurements of 3D trajectories, velocities, and aspect rations are carried out with a tank of 1.0 m height filled with super purified water and a small amount of surfactant using two high-speed digital cameras. The experimental parameter is the concentration of 1-Pentanol (surfactant) which controls surface slip conditions of the bubble from free-slip to no-slip. The bubble size of 2.0 ± 0.1 mm is chosen to avoid shape oscillations. Our results of 3D motions in free-slip, no-slip and intermediate slip conditions agree with previous results. When bubble rise velocity is decided by slip condition, the trajectory is also decided. It indicates that the slip condition decides not only the drag force but also the wake structure. The maximum amplitude of the horizontal projection of the spiral motion is 4.7 times as large as the minimum one and- corresponds not to the maximum rise velocity but to the maximum horizontal velocity. As a result of the comparison with simple models, the mechanism of the trajectory change by surfactant is explained by effects of drag force and the direction of motion affected by non-axisymmetric wake structure.
机译：在水中升起的毫米大小的气泡会执行三维运动，例如螺旋运动和之字形运动。这种现象包括气泡的变形和水中杂质的影响等多种因素，这是一个非常有趣的现象，即使它是一个简单的系统，也表现出复杂的行为。 ％为了研究表面活性剂对单个气泡路径不稳定性的影响，使用两个高速数显装置，在高度为1.0 m的装有超纯水和少量表面活性剂的罐中，进行3D轨迹，速度和纵横比的测量实验参数是1-戊醇（表面活性剂）的浓度，该浓度控制气泡从自由滑动到不滑动的表面滑动条件，选择气泡大小为2.0±0.1 mm以避免形状振荡。自由滑动，无滑动和中间滑动条件下的3D运动与以前的结果一致，当气泡上升速度由滑动条件决定时，轨迹也被确定，这表明滑动条件不仅决定了阻力，而且还决定了尾流结构。螺旋运动的水平投影的最大振幅是最小振幅的4.7倍，并且-对应于最大上升速度而不是最大水平与简单模型进行比较的结果是，表面活性剂改变轨迹的机理是通过受非轴对称尾迹结构影响的拖曳力和运动方向的影响来解释的。

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