近日，哈爾濱工程大學船舶學院流固耦合力學研究團隊與電子科技大學、澳大利亞格里菲斯大學、德國馬格德堡大學合作的最新研究成果《Jetting enhancement from wall-proximal cavitation bubbles by a distant wall》入選流體力學領(lǐng)域頂級期刊《Journal of Fluid Mechanics》Rapids欄目2025年度編委精選論文。團隊針對近壁面空化氣泡潰滅這一經(jīng)典流體力學難題，引入遠場壁面效應，提出了近邊界空泡微射流速度增強機制。

船舶學院曾慶允教授為論文第一作者，張阿漫教授和馬格德堡大學Claus-Dieter Ohl教授為共同通訊作者，哈爾濱工程大學是論文第一署名單位。近壁面空化氣泡潰滅是一種在自然界和工業(yè)界廣泛存在的物理現(xiàn)象，空泡潰滅會產(chǎn)生指向壁面的高速微射流，既能對水下結(jié)構(gòu)物造成破壞、引起結(jié)構(gòu)的剝蝕損傷，也可以應用在超聲清洗、分子藥物輸送、微創(chuàng)切割、碎石術(shù)和先進制造等領(lǐng)域。

團隊通過在該經(jīng)典物理問題中引入遠場壁面效應，實現(xiàn)了微射流速度與方向的精準調(diào)控，并發(fā)現(xiàn)在一定的幾何條件下，空泡潰滅可產(chǎn)生速度超過500 m/s的超高速穩(wěn)定射流，該沖擊射流產(chǎn)生機制與氣泡上表面的壓力密切相關(guān)。在此基礎(chǔ)上揭示了射流速度變化規(guī)律，并結(jié)合理論分析提出射流速度的數(shù)學模型，給出了射流速度從50m/s到700m/s之間的精準控制模式。該研究填補了常規(guī)微射流與針狀微射流之間的空白。

JFM副主編Lian-Ping Wang教授認為該文章研究了一個非常生動且復雜的流體力學問題，作者結(jié)合精細的數(shù)值模擬與實驗數(shù)據(jù)，建立了一個有價值的模型，用于預測微射流速度，該模型基于三個幾何控制參數(shù)，清晰地展示了遠場壁面對空化泡微射流增強作用的機制，相關(guān)的研究結(jié)果有望為船舶結(jié)構(gòu)毀傷與防護、微納結(jié)構(gòu)表面清洗、醫(yī)工交叉領(lǐng)域中細胞穿孔、無針頭注射、微創(chuàng)切割等應用提供理論指導。

《流體力學雜志》，即《Journal of Fluid Mechanics》是英國劍橋大學出版社旗下的核心期刊，由著名流體力學家George K. Batchelor于1956年創(chuàng)辦，是業(yè)界公認的流體力學領(lǐng)域頂級期刊。其中的JFMRapids欄目，主要在流體力學的各個領(lǐng)域發(fā)表短小、高影響力的論文。

論文鏈接：https://doi.org/10.1017/jfm.2024.378

官網(wǎng)鏈接：https://www.cambridge.org/core/blog/2025/05/19/jfm-rapids-the-editors-insights-2025/

文章來源 | 船舶學院

排 版 | 郭啟蒙

責 編 | 霍 萍

審 核 | 孫龍泉

• 信息來源：深圳市海洋發(fā)展促進中心。

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