丛山昊，刘竞婷，2，王贵超，2，孙逊，2，陈颂英，2

（1山东大学机械工程学院，山东济南250061；2山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室，山东济南250061）

引 言

气泡与自由液面相互作用现象广泛存在于自然界、国防、核工业、船舶与海洋工程等多个领域。例如，风成气泡在海面破裂形成的气溶胶对海洋-大气生态系统的物质交换及全球气候具有较大影响[1-2]。气泡破裂过程亦是核电站蒸汽发生器蒸汽夹带液滴的主要来源方式之一，对核电站防事故系统开发与优化意义重大[3]。此外，可燃冰开采、船舶减阻、尾流降噪等海洋工程与气泡破裂过程息息相关[4]。关于气泡破裂的机理研究已经涵盖了各个方面，但针对气泡破裂引起液面波动辐射声压特性的研究目前还是一个比较新颖的方向，对于探究气泡与液面相互作用声特性表征、界面聚合迁移与声特性的内在关系、及被动声学测量技术的发展具有重要的应用价值。

自由液面气泡破裂行为差异与多种因素有关。一方面，大量学者研究表明，气泡在自由液面处的碰撞与破裂行为取决于气泡碰撞前的上升特性，例如气泡形态和终端速度[5-7]等。然而，上升特性取决于气泡自喷管脱离的状态，Kulkarni等[8]系统地总结了气泡自喷管脱离形成和上升速度的研究成果。自Woodcock等[9]发表了气泡液面破裂的研究成果以来，学者们在气泡破裂成因、射流和喷射液滴形成机理、界面奇异性探究等方面做了大量工作，从多角度揭示自由液面气泡破裂过程。……