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不同直径气泡在静水中运动特性的研究
DOI ：10.3969/j.issn1000-4874.2012.05.013
不同直径气泡在静水中运动特性的研究*
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徐玲君 , 陈刚 , 邵建斌 , 薛阳
（1. 西安理工大学 水利水电学院, 西安 710048, Email: xulingjun@163.com;
2. 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院, 杭州 310014 ）
摘 要：运用 VOF 数值模拟技术分析了水中气泡的运动特性。采用了数值模拟方法测量气泡上升过程中的形状、
上升速度和气泡轨迹，采用自编程序的数字图像处理技术进行模拟结果的后处理，并对获得的结果进行讨论分析。从分
析结果可以看出：直径 2 mm 以下的小气泡呈直线或“Z ”字形运动状态，直径大于2 mm 的气泡为螺旋运动或者更复杂
的随机运动；气泡速度经过初始加速阶段以后存在明显的震荡，这个震荡幅度与气泡的长宽比有很好的相关性；气泡在
上升过程中顶部和尾部速度比中部速度大，气泡尾部涡竖直方向上分布的不对称状态是气泡上升路径发生改变的主要原
因。
关 键 词：气泡运动；变形；速度；静水
中图分类号：O359+.1 文献标识码：A
Study on motion behavior of bubbles
with different diameters in still water
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XU Ling-jun , CHEN Gang , SHAO Jian-bin , XUE Yang
(1.College of Water Conservancy and Hydropower Engineering,
Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China;
2. Hydrochina Huadong Engineering Corporation, Hangzhou 310014, China)
Abstract: The VOF numerical simulation was used to research on the motion behaviors of bubble rising in water. Bubble
shape, rise velocity and bubble motion trajectory were treated by digital image processing technology. It can be seen from the
results: the motion trajectory of small bubble (d2 mm) shows straight line or Z-shaped way, the motion trajectory of the larger
bubble (d2 mm) shows spiral motion or more complex. After the bubble initial acceleration time, the bubble swings are obvious.
The amplitude of the bubble vibration is good correlated with the ratio of bubble width to length. The top and bottom velocity of
the bubble ris
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