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壁面邻近区域含气空泡溃灭过程的模拟

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简介：
本研究聚焦于壁面附近含气空泡在不同条件下的溃灭过程，通过数值模拟方法探讨其物理机制与动力学行为。 本段落基于FLUENT软件，采用直接求解Navier-Stokes方程，并通过Volume of Fluid (VOF)方法跟踪空泡溃灭过程中气液两相界面变化的数值方法，模拟了不同条件下壁面附近含气型空泡的溃灭过程。

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  • 壁面邻近区域含气空泡溃灭过程的模拟
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    本研究聚焦于壁面附近含气空泡在不同条件下的溃灭过程，通过数值模拟方法探讨其物理机制与动力学行为。 本段落基于FLUENT软件，采用直接求解Navier-Stokes方程，并通过Volume of Fluid (VOF)方法跟踪空泡溃灭过程中气液两相界面变化的数值方法，模拟了不同条件下壁面附近含气型空泡的溃灭过程。
  • 数值模拟超声空化气泡运动
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    本研究运用数值模拟方法深入探讨了超声波作用下气泡的动力学行为及其空化效应，揭示其在医学与工程领域的应用潜力。 基于热力学和动力学分析，建立了声场作用下液体中气泡运动的模型。通过数值模拟运动方程，研究了声压幅值、超声频率、空化核半径以及液体密度、表面张力、动力粘度等因素对气泡运动的影响。
  • MATLAB最近邻插值法代码-基于数值模拟的空气污染预测...
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    本项目运用MATLAB编程实现了最近邻插值法，并以此为基础进行数值模拟，以预测和分析特定区域内的空气污染情况。通过该方法可以有效评估污染物扩散趋势，为环保决策提供科学依据。 该项目旨在通过数值模型与机器学习技术预测韩国的空气污染水平（2020年9月2日至10月8日）。项目基于流扩散模型，并且是自然科学学术会议银奖获得项目的组成部分，由maintained维护。 具体步骤如下： 1. 收集位置信息（纬度/经度）、风向和速度以及空气质量数据。 2. 使用MATLAB进行数据可视化。通过精炼的数据集轻松实现数值建模。 3. 由于成本与时间限制，不可能在所有地点获取完整的风速及空气污染记录，因此我们提出了一种插值方法来填补空白区域：使用三次多项式插值处理风矢量数据，并用反距离加权（IDW）法解决空气质量数据的缺失问题。对于后者而言，其依据的是查询点周围最近k个邻居的距离倒数权重平均。 4. 利用内插后的数据集进行对流扩散方程求解：采用中心差分方法并设定诺伊曼边界条件以离散化该偏微分方程。 5. 通过长期短期记忆网络（LSTM）模型预测空气污染水平。我们还尝试了简单的循环神经网络(RNN)和线性序列(LS)作为对比实验。 以上是该项目的主要实施步骤和技术方法概述。
  • 基于多重松弛时间伪势格子Boltzmann方法的粗糙固体壁附近空化泡塌陷模拟
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    本文提出了一种采用多重松弛时间伪势格子Boltzmann方法，用于研究粗糙固体壁附近的空化气泡崩溃过程，为深入理解该现象提供了新的数值分析工具。 本段落采用多重弛豫时间（MRT）伪势格子玻尔兹曼(LB)模型来模拟粗糙固体壁附近空化气泡的塌陷过程。通过改进强迫方案，调整与粒子相互作用范围相关的参数，确保LB模型热力学一致性，并获得所需的稳定性和密度比。利用改进的MRT伪势LB模型研究了粗糙实心壁附近的气泡破裂现象。通过对气泡轮廓、压力场和速度场演化的分析来探讨气泡破裂机制，并详细讨论了其腐蚀作用。 研究表明，固体边界几何形状对塌陷过程及影响具有显著的影响。该研究还证明，MRT伪势LB模型是探究复杂几何边界的塌缩气泡相互作用机理的有效工具。
  • 使用ECharts实现相邻气泡图
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    本文章详细介绍了如何利用ECharts强大的可视化功能来创建动态且交互性强的相邻气泡图，适用于数据分析与展示场景。 我使用ECharts实现了一个气泡图，与官方提供的气泡图不同的是，我的版本中的气泡不会叠加在一起。这个效果类似于D3.js的气泡图。
  • Fluent中气泡上升的数值模拟
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    本研究运用Fluent软件对气泡在流体中的上升过程进行了详细的数值模拟分析，探讨了不同条件下气泡的行为特征及其影响因素。 该文件包含一个成功案例，并附带几秒钟的动画演示。主要利用VOF多相流计算液体中的气泡在水中上升的过程。此外，文件中还包括相应的ICEM网格文件及模拟注意事项，具体实现方法请参阅文档内的内容。
  • 基于 Delphi 的微信 IM 模拟，含气泡式聊天界面和 WebSocket 客户端
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    本项目基于Delphi开发，模拟微信即时通讯功能，实现气泡式聊天界面及WebSocket客户端通信，支持实时消息传输。 Delphi 仿微信IM，气泡聊天窗口，使用websocket技术，欢迎交流学习。
  • 超声空化气泡运动方程的求解与过程仿真(2005年)
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    本研究探讨了超声空化过程中气泡的动力学行为，通过建立并求解相应的数学模型来模拟气泡运动及演化，为理解超声空化的物理机制提供了理论依据。 本段落研究了液相动力粘度、表面张力以及溶剂蒸气压对空化泡运动特性的影响，并建立了一个超声在均相液体中作用于空化泡的动力学模型。利用MATLAB工具，我们对该模型进行了数值求解和过程模拟。此外，还探讨了水介质中超声频率、功率及初始平衡半径等因素如何影响空化泡的运动规律，以及声压幅值与液相主体温度对空化泡崩溃时内部压力和温度的影响。这些研究为超声在化工过程中应用的基础理论提供了依据。
  • 气泡动力学方程的推导过程
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    本篇文章详细介绍了气泡动力学方程从基础物理原理出发的推导流程，深入浅出地阐述了在不同条件下气泡运动的特点及其背后的数学逻辑。适合对流体力学感兴趣的读者阅读和学习。 气泡动力学是流体力学的一个重要分支领域，主要研究在液体中的气泡形成、运动、变形及破裂过程，在工业、生物医学、声学以及海洋工程等多个学科中得到广泛应用。 本主题将深入探讨气泡动力学方程的推导流程，包括RP方程（Rayleigh-Plesset equation）、Keller-Kolodner方程和KB模型。其中，RP方程由Rayleigh提出，用于描述小尺寸气泡在液体中的动态行为。该方程式考虑了内部压力、表面张力以及外部环境的压力等因素，并假设气泡为球形且忽略粘性效应的影响。通过能量守恒与动量守恒原理推导得出： \[ \frac{d^2r}{dt^2} = -\frac{1}{r}\left(P_{infty} + P_v - \frac{4\sigma}{r} - \frac{4\pi r^2}{c^2}\left(\frac{dp}{dt}\right)\right) \] 其中，\( r \) 表示气泡半径，\( t \) 为时间变量，\( P_{infty} \) 是外部液体的压力值，\( P_v \) 指的是气泡内部气体的饱和蒸气压强，而 \( c \) 则是液体内声波传播的速度。 随后介绍Keller-Kolodner方程。该模型是对大振幅气泡动力学的一种近似解法，在RP方程的基础上加入了非线性效应以更准确地描述快速膨胀与收缩过程中的内部气体温度变化情况，特别适用于模拟超声空化现象等复杂场景： \[ \frac{\partial^2 r}{\partial t^2} + \frac{3}{2r}\left(\frac{\partial r}{\partial t}\right)^2 = -\frac{1}{r}\left(P_{infty} + P_v - \frac{4\sigma}{r} - \frac{4\pi r^2}{c^2}\frac{\partial P_g}{\partial t}\right) \] 这里，\( P_g \) 表示气泡内部气体的压力值。 此外还有KB模型（冲击波传播理论），由Keller和Brenner提出。此模型旨在描述气泡崩溃过程中产生的高速冲击波现象，并考虑了快速能量释放以及由此引发的局部压力脉冲效应，在解决水下爆炸、声纳系统等问题时具有重要意义。 通过以上方程的推导，研究者能够更深入地理解液体中气泡的行为特性，从而实现更加精确的应用预测与控制。这些理论工具对于科学家和工程师来说至关重要，有助于解决诸如微泡药物传递技术、超声清洗以及水下爆炸效应等实际工程问题。