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学院成果入选JFM年度精选论文

  发布时间:2025-05-28  浏览次数:10

近日,学院流固耦合力学研究团队与电子科技大学、澳大利亚格里菲斯大学、德国马格德堡大学合作的最新研究成果《Jetting enhancement from wall-proximal cavitation bubbles by a distant wall》入选流体力学领域顶级期刊《Journal of Fluid Mechanics》Rapids栏目2025年度编委精选论文。团队针对近壁面空化气泡溃灭这一经典流体力学难题,引入远场壁面效应,提出了近边界空泡微射流速度增强机制。

学院曾庆允教授为论文第一作者,张阿漫教授和马格德堡大学Claus-Dieter Ohl教授为共同通讯作者,哈尔滨工程大学是论文第一署名单位。近壁面空化气泡溃灭是一种在自然界和工业界广泛存在的物理现象,空泡溃灭会产生指向壁面的高速微射流,既能对水下结构物造成破坏、引起结构的剥蚀损伤,也可以应用在超声清洗、分子药物输送、微创切割、碎石术和先进制造等领域。

团队通过在该经典物理问题中引入远场壁面效应,实现了微射流速度与方向的精准调控,并发现在一定的几何条件下,空泡溃灭可产生速度超过500 m/s的超高速稳定射流,该冲击射流产生机制与气泡上表面的压力密切相关。在此基础上揭示了射流速度变化规律,并结合理论分析提出射流速度的数学模型给出了射流速度从50m/s到700m/s之间的精准控制模式。该研究填补了常规射流与针状射流之间的空白。

JFM副主编Lian-Ping Wang教授认为该文章研究了一个非常生动且复杂的流体力学问题,作者结合精细的数值模拟与实验数据,建立了一个有价值的模型,用于预测微射流速度,该模型基于三个几何控制参数,清晰地展示了远场壁面对空化泡微射流增强作用的机制,相关的研究结果有望为船舶结构毁伤与防护、微纳结构表面清洗、医工交叉领域中细胞穿孔、无针头注射、微创切割等应用提供理论指导。

《流体力学杂志》,即《Journal of Fluid Mechanics》是英国剑桥大学出版社旗下的核心期刊,由著名流体力学家George K. Batchelor于1956年创办,是业界公认的流体力学领域顶级期刊。其中的JFM Rapids栏目,主要在流体力学的各个领域发表短小、高影响力的论文。作为JFM Rapids提交的稿件篇幅必须严格限制不超过10页。被接受发表的论文必须得到全部审稿人的高度认可,只需要小幅改动就可使论文更加明了,通常不需要第二轮审稿。

论文链接:https://doi.org/10.1017/jfm.2024.378

官网链接:https://www.cambridge.org/core/blog/2025/05/19/jfm-rapids-the-editors-insights-2025/


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