Эволюция малого искажения сферической формы газового пузырька при его сильном расширении-сжатии

На основе численных экспериментов проведен анализ эволюции малого искажения сферической формы газового пузырька, совершающего сильное радиальное расширение-сжатие в результате однократного колебания давления окружающей жидкости по гармоническому закону. Искажения сферической формы пузырька полагаются осесимметричными в виде отдельных сферических поверхностных гармоник с номерами 2–5. Учитываются колебания формы пузырька до начала расширения. В общем случае величина искажения в ходе расширения-сжатия пузырька зависит от фазы колебаний его формы в момент начала расширения (начальной фазы). Основное внимание уделяется изучению зависимости максимальных по начальной фазе искажений в некоторые характерные моменты расширения-сжатия пузырька от амплитуды внешнего возбуждения, вязкости жидкости, вида искажения (номера гармоники). Параметры задачи принимаются типичными для режима устойчивой периодической сонолюминесценции отдельного воздушного пузырька в воде при комнатной температуре. Исключение составляет лишь амплитуда колебаний давления жидкости, варьируемая до значений, в 5 раз превышающих статическое давление. Столь большие амплитуды возбуждения находятся за порогом устойчивости периодических колебаний сферического пузырька. Их рассмотрение представляет интерес с точки зрения повышения степени сжатия газа в пузырьке – повышения уровней максимальных температур и плотностей, достигаемых в конечной стадии сжатия.