Dynamic instabiliry phenomenon in cavitation bubbles

Summary An adiabatic gas-filled bubble in a viscous, incompressible liquid is subjected to a tension wave in the form of a step function in time. The governing equation is solved numerically. It is shown that there exists a dynamic tension threshold, similar to the Blake threshold in the static case, beyond which the bubble in the liquid will grow infinitely. The effec of the fluid viscosity on the forced oscillations of the bubble is discussed. Critical dynamic radii and critical dynamic pressures are given for a wide range of the radius of the bubble at rest, for both the viscous and inviscid liquids. The collapse mechanism of a bubble subjected to an exponentially decaying tension wave is explained.

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Zusammenfassung Eine adiabatische Gasblase in einer zähen inkompressiblen Flüssigkeit wurde unter dem Einfluss einer zeitlich diskontinuierlichen Spannungswelle untersucht. Die Gleichungen wurden numerisch gelöst. Es wurde gezeigt, dass eine dynamische Spannungs-Schwelle ähnlich zur Blake-Schwelle des statischen Falles vorhanden ist. Wenn diese überschritten wird, wächst die Blase in der Flüssigkeit unbegrenzt. Die Wirkung der Zähigkeit auf die erzwungenen Blasenschwingungen wurde diskutiert. Kritische dynamische Radien und Drücke wurden für einen breiten Radiusbereich der Blase im Ruhezustand für zähe und reibungsfreie Flüssigkeiten gegeben. Der Zusammenbruch einer Blase in einer exponentiell gedämpften Spannungswelle wird erläutert.