Viscous effects on the linear stability of a pulsanting bubble in acoustic fields

Sommario

Nel presente lavoro si studiano gli effetti della viscosità sulla stabilità lineare delle oscillazioni armoniche dell'interfaccia di una bolla gassosa immersa in un liquido indefinito e sollecitata da un campo acustico. In particolare si determina l'ampiezza limite delle oscillazioni di pressione al di sotto della quale le oscillazioni dell'interfaccia risultano stabili per qualunque frequenza del campo acustico. Si considerano sia il caso in cui il moto dell'interfaccia è sincrono rispetto all'eccitazione sia quello in cui è subarmonico.

Summary

A linear stability theory of the harmonic motion of cavitation bubbles subject to an acoustic field with respect to viscous perturbations is developed. The effects of viscosity are found to be significant only within a layer, adjacent to the gas-liquid interface, the thickness of which is proportional to$\sqrt {2\nu /\omega }$, where ν is the kinematic viscosity of the liquid and ω the frequency of the acoustic field. We determine a maximum amplitude of the pressure oscillation below which radial oscillations are found to be stable for any frequency ω both in the subharmonic and in the synchronous case.