Дальневосточный математический журнал

К содержанию выпуска


Численный и экспериментальный метод исследования кавитации при непрерывном лазерном нагреве воды


Е.П. Дац, А.В. Кулик, М.А. Гузев, В.М. Чудновский

2025, выпуск 2, С. 211–217
DOI: https://doi.org/10.47910/FEMJ202514


Аннотация
В работе представлены новые методы исследования процесса лазерной кавитации в окрестности торца оптоволокна, погруженного в воду. В рамках классических подходов механики сплошных сред предложена математическая модель для расчета температурного поля в процессе непрерывного лазерного воздействия. Предложен новый экспериментальный метод исследования непрерывного лазерного нагрева и лазерной кавитации, позволяющий одновременно наблюдать процесс нагрева воды и роста парового пузырька, возникающего при её перегреве. Представленные результаты численного расчета в рамках предложенной математической модели хорошо согласуются с наблюдаемыми экспериментальными данными и могут быть использованы для построения и верификации математических моделей межфазного тепломассообмена, вызванного локальным тепловым воздействием.

Ключевые слова: лазеры, парообразование, кавитация, численное моделирование.

Полный текст статьи (файл PDF)

Библиографический список

[1] Kosyakov V.A., Fursenko R.V. and Chudnovsky V.M., “Numerical study of the temperature of cumulative jet formed as a result of laser-induced subcooled boiling at the end of the waveguide”, International Journal of Heat and Fluid Flow, 2025.
[2] Кулик А.В., Мокрин С.Н., Краевский А.М., Минаев С. С., “Features of dynamics of a jet flow generated on a laser heater by surface boiling of liquid”, Technical Physics Letters, 2022.
[3] Чернов А.А., Левин А.А., Адамова Т.П., “Исследование роста и последующего коллапса парового пузырька, образованного в результате воздействия на недогретую жидкость лазерного излучения”, Теплофизика и аэромеханика, 2023.
[4] Reuter F., Ohl C.D., “Supersonic needle-jet generation with single cavitation bubbles”, Appl. Phys. Lett, 2021.
[5] Koch M., J., Lechner C., Reuter F., “Dynamics of a Laser-Induced Bubble above the Flat Top of a Solid Cylinder–Mushroom-Shaped Bubbles and the Fast Jet”, Fluids, 2022.
[6] Zhang Y., Qiu X., Zhang X., Tang N., “Collapsing dynamics of a laser-induced cavitation bubble near the edge of a rigid wall”, Ultrasonics Sonochemistry, 2020.
[7] Engineering Toolbox [online], 2001, https://www.engineeringtoolbox.com.
[8] Deng R., He Y., Qin Y., Chen Q., “Measuring pure water absorption coefficient in the near-infrared spectrum (900 – 2500 nm)”, Journal of Remote Sensing, 2012.

К содержанию выпуска