Étude des oscillations de bulles non sphériques sous irradiation acoustique dans un liquide visqueux

L'effet de la dissipation sur la stabilité de forme d'une bulle excisée harmoniequement est étudié. Le liquide utilisé est la glycérine hautement visqueuse. Le taux de dissipation est contrôlé par l'altération de la viscosité du liquide en faisant varier sa température. Le rayon moyen de la bulle pendant son oscillation radiale est décrit par l'équation de Keller-Miksis. Deux approches sont utilisées pour décrire les oscillations de surface. Le premier modèle résout les équations de dynamique de surface de chaque mode ainsi que l'équation de transport de la vorticité dans le domaine liquide. Le deuxième modèle approxime l'équation de transport, qui est une équation différentielle partielle, avec une approximation de couche limite réduisant considérablement les ressources de calcul nécessaires. La comparaison des modèles de surface montre un accord qualitatif à faible taux de dissipation ; cependant, à haute viscosité, l'application de l'équation de transport complète est obligatoire. Les résultats montrent qu'un taux de dissipation accru peut considérablement élargir les domaines de stabilité de forme dans le plan des paramètres de fréquence d'excitation-amplitude de pression. Néanmoins, la résistance à l'effondrement diminue en raison des oscillations fortement amorties. Il a été constaté qu'un intervalle optimal de taux de dissipation en termes de température peut être défini, exprimant un bon compromis entre la résistance à l'effondrement et la stabilité de surface. Les calculs sont effectués par un solveur de problèmes aux valeurs initiales accéléré par GPU en interne.