Le mouvement d'une bulle toroïdal 3D et de son interaction avec une surface libre à proximité d'une inclinée
La modélisation numérique de la dynamique des bulles toroïdal 3D est un problème difficile en raison de la transition topologique complexe du domaine d'écoulement, et des instabilités physiques et numériques, associé à la pénétration du jet à travers la bulle. Dans cet article, ce phénomène est modélisé en utilisant la méthode intégrale de frontière (BIM) couplée à un modèle de vortex annulaire. Nous mettons en oeuvre un nouveau modèle d'impact constitué par la maille raffinée locale près de l'emplacement d'impact immédiatement avant et après l'impact, et une coupe chirurgicale à haute résolution formant un trou lisse pour le passage d'un seul connectés pour former une double connecté. Cela permet une transition en douceur d'une bulle individuellement reliée à une bulle toroïdale. Le potentiel en raison d'un anneau tourbillonnaire est réduite à la ligne intégrale le long de l'anneau de tourbillon. Une nouvelle technique de contrôle de la densité du maillage est décrit de mettre à jour la bulle et les surfaces libres, qui fournit une haute qualité du maillage des surfaces avec la densité du maillage en termes de la distribution de la courbure de la surface. La répartition de pression dans le champ d'écoulement est calculée en utilisant l'équation de Bernoulli, où la dérivée partielle du potentiel de vitesse dans le temps est calculée en utilisant le modèle de BIM pour éviter des instabilités numériques. Les expériences sont réalisées pour l'interaction d'une étincelle bulle générée avec une surface libre à proximité d'une limite, qui est capturée à l'aide d'une caméra à grande vitesse. Nos résultats numériques concordent bien avec les images expérimentales, pour les bulles et les formes surface libre pour les deux avant et après l'impact du jet. De nouveaux résultats sont analysés pour déterminer l'interaction d'une bulle toroïdale avec une surface libre à proximité d'une limite verticale et une limite inclinée, au niveau des deux angles positifs et négatifs à la verticale, avec et sans flottabilité, respectivement. Après l'impact de jet, la bulle devient un anneau de bulles, dont la section transversale est beaucoup plus mince au niveau du côté distal de la limite. Il se brise ensuite dans une bulle en forme de croissant. La surface libre présente des caractéristiques singulières à son intersection avec une limite inclinée.