Президиум РАНДоклады Российской академии наук. Физика, технические науки Doklady Physics

  • ISSN (Print) 2686-7400
  • ISSN (Online) 3034-5081

Исследование процесса лазерной кавитации с использованием численного моделирования

Код статьи
S3034508125060033-1
DOI
10.7868/S3034508125060033
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том 525 / Номер выпуска 1
Страницы
21-30
Аннотация
Выполнено численное моделирование процесса роста и схлопывания парового пузырька, возникающего на кончике оптоволокна (лазерного нагревательного элемента), погруженного в воду. Построенные численные решения позволяют при появлении пузырька найти распределение температурного поля в перегретой жидкости, получить значения скорости и температуры кавитационной струи, возникающей при схлопывании пузырька.
Ключевые слова
лазерная кавитация численное моделирование модель парообразования-конденсации двухфазная среда
Дата публикации
01.12.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
20

Библиография

  1. 1. Felix M., Ellis A. Laser-induced liquid breakdown – A step-by-step account // Appl. Phys. Lett. 1971. V. 19. P. 484–486.
  2. 2. Lauterborn W., Bolle H. Experimental investigations of cavitation-bubble collapse in the neighbourhood of a solid boundary // J. Fluid Mech. 1975. V. 72. P. 391–399.
  3. 3. Fursenko R.V., Chudnovskii V.M., Minaev S.S., Okajima J. Mechanism of high velocity jet formation after a gas bubble collapse near the micro fiber immersed in a liquid // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2020. V. 163. 120420.
  4. 4. Kulik A.V., Mokrin S.N., Kraevskii A.M., Minaev S.S., Guzev M.A., Chudnovskii V.M. Features of dynamics of a jet flow generated on a laser heater by surface boiling of liquid // Technical Physics Letters. 2022. V. 48. No. 1. P. 60–63. DOI: 10.21883/TPL.2022.01.52472.18949
  5. 5. Koch M. Rosselló J.M., Lechner C., Lauterborn W., Mettin R. Dynamics of a Laser-Induced Bubble above the Flat Top of a Solid Cylinder – Mushroom-Shaped Bubbles and the Fast Jet // Fluids. 2022. No. 7. 2.
  6. 6. Kadivar E., Phan T.-H., Park W.-G. et al. Dynamics of a single cavitation bubble near a cylindrical rod // Phys. Fluids. 2021. V. 33. 113315. https://doi.org/10.1063/5.0070847
  7. 7. Reuter F., Ohl C.-D. Supersonic needle-jet generation with single cavitation bubbles // Appl. Phys. Lett. 2021. V. 118. 134103. DOI: 10.1063/5.0045705
  8. 8. Gonzalez-Avila S., Denner F., Ohl C.-D. The acoustic pressure generated by the cavitation bubble expansion and collapse near a rigid wall // Phys. Fluids. 2021. V. 33. 032118. https://doi.org/10.1063/5.0043822
  9. 9. Kosyakov V.A., Fursenko R.V., Chudnovskii V.M., Minaev S.S. Physical mechanisms controlling a vapor bubble collapse and formation of a liquid jet during a laser-induced subcooled boiling near the end face of a thin waveguide // International Communications in Heat and Mass Transfer. 2023. V. 148. 107053. https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2023.107053
  10. 10. Padilla-Martinez J.P., Berrospe-Rodriguez C., Aguilar G., Ramirez-San-Juan J.C., Ramos-Garcia R. Optic cavitation with CW lasers: A review // Physics of Fluids. 2014. V. 26. 12. https://doi.org/10.1063/1.4904718
  11. 11. Zhukov S.A., Afanas’ev S.Yu., Echmaev S.B. Concerning the magnitude of maximum heat flux and the mechanisms of superintensive bubble boiling // Intern. J. Heat Mass Transfer. 2003. № 46. Р. 3411–3427.
  12. 12. Скрипов В.П. Метастабильная жидкость / В. П. Скрипов. М.: Наука, 1972. 342 с.
  13. 13. Skripov, V.P. Metastable Liquid. Moscow: Nauka, 1972, 342 p.
  14. 14. Yusupov V.I. Formation of Supercritical Water under Laser Radiation. Russ. // J. Phys. Chem. B. 2019. V. 13. P. 1245–1253. https://doi.org/10.1134/S1990793119070297
  15. 15. Lee W.H. “Pressure iteration scheme for two-phase flow modeling” in Multiphase Transport Fundamentals, Reactor Safety, Applications / Ed. T. Veziroglu. Washington (DC): Hemisphere Publishing, 1980. P. 407–432.
  16. 16. Mayerhöfer T.G., Pahlow S., Popp J. The Bouguer-Beer-Lambert Law: Shining Light on the Obscure // Chemphyschem. 2020. V. 21 (18). P. 2029–2046. DOI: 10.1002/cphc.202000464
  17. 17. Deng R., He Y., Qin Y., Chen Q., Chen L. Measuring pure water absorption coefficient in the near-infrared spectrum (900–2500 nm) // Yaogan Xuebao – J. Remote Sensing. 2012. V. 16. No. 1. H. 192–206.
  18. 18. Engineering ToolBox. 2001. [online] Available at: ttps://www.engineeringtoolbox.com [Accessed 01.12.2024].
  19. 19. Patankar S.V. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. Washington (DC): Hemisphere, 1980.
  20. 20. Brackbill J.U., Kothe D.B., Zemach C. A continuum Method for Modeling Surface Tension // J. Comput. Phys. 1992. V. 100. P. 335–354.
  21. 21. Zhang Yu., Li G., Zhang G., Ding S. Development and modified implementation of Lee model for condensation simulation // Appl. Thermal Engineering. 2023.
  22. 22. Чернов А.А., Гузев М.А., Пильник А.А., Адамова Т.П., Левин А.А., Чудновский В.М. Влияние вторичного вскипания на динамику струи, формирующейся при коллапсе парового пузырька, индуцированного лазерным нагревом жидкости // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2021. Т. 501. С. 54–58. DOI: 10.31857/S2686740021060067
  23. 23. Chernov, A.A., Guzev, M.A., Pilnik, A.A., Adamova, T.P., Levin, A.A., and Chudnovskii, V.M. Influence of Secondary Boiling on the Jet Dynamics Formed during the Collapse of a Vapor Bubble Induced by Laser Heating of a Liquid. Doklady RAN. Physics, Technical Sciences, 2021, Vol. 501, p. 54–58. DOI: 10.31857/S2686740021060067
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека