微纳米尺度气泡的介观数值模拟

摘要

微纳米尺度气泡普遍存在于螺旋桨空化等复杂的水动力学现象之中,其动力学行为对空化初生等起着重要的作用.同时,基于微纳米尺度气泡对声孔效应的增强作用,其在药物输运和无创治疗等生物医学领域的应用有着关键性的作用.本研究采用耗散粒子动力学(DPD)的介观模拟数值计算方法对微纳米尺度气泡进行模拟研究.构建了微纳米尺度气泡的DPD气体泡模型.首先使用标准DPD方法在当前模拟中创建具有理想气体性质的具体有限密度和压强的气相组分(微纳米气泡),而用MDPD方法用于构建液体相以产生平滑稳定的界面和表面张力,同时以构建密度和内部压强都为零的真空气泡作为对比.在文中给出了围绕单个DPD气体泡的径向密度和压力分布曲线,并对气泡的震荡和溃灭问题进行了模拟.