شبيه‌سازي عددي وابستگي پارامترهاي خروجي تك حباب سونولومينسانسي ساكن به فشار محيطي

Numerical Simulation of Ambient Pressure Dependence of Output Parameters in Static Single Bubble Sonoluminescence

در اين تحقيق با استفاده از مدل هيدروشيميايي به بررسي تحول دروني حباب و شبيه‌سازي عددي وابستگي مشخصه‌هاي تك حباب ساكن سونولومينسانسي گاز نجيب آرگون حل شده در سيال آب به فشار محيطي در دماي اتاق پرداختيم. با بررسي سه ناپايداري انتشاري، شكلي و مكاني از طريق نمودار فاز شرايط اوليه را براي داشتن حباب سونولومينسانسي پايدار به دست آورده و براي محاسبه شدت تابش گسيلي در لحظه فروريزش از سه مكانيسم تابش برم اشترلانگ الكترون- اتم، برم اشترلانگ الكترون- يون و بازتركيب تابشي استفاده كرده‌ايم. نتايج حاصل نشان مي‌دهد كه در انطباق با نتايج تجربي، كاهش فشار محيطي منجر به افزايش نسبت بسط، بيشينه دما و شدت تابش گسيلي گاز آرگون در لحظه فروريزش مي‌شود و اختلاف دما و شدت بين كمينه و بيشينه فشار محيطي به ترتيب حدود K4000 و 12 مرتبه دامنه است.

Abstract In this investigation by using a hydrochemical simulation the effect of the ambient pressure on the output parameters in Ar single bubble sonoluminescence in water at room temperature has been studied. By considering three dominant instabilities including diffusion, shape and Bjerknes in the phase diagram the initial conditions for stable bubble are considered. In addition the intensity of light emission at the moment of collapse is numerically calculated by electron-atom bremsstrahlung, electron-ion bremsstrahlung and radiative recombination. Calculation shows that in good agreement with previous observed evidence the expansion ratio, maximum temperature and emission light intensity are remarkably higher for lower ambient pressure and difference between the maximum and minimum temperature and intensity are about 4000K and 12 orders of magnitude respectively.