2020年7月4日晚，北航喷雾燃烧实验室迎来了本学期第十期线上云讲座。本期讲座我们有幸邀请到了西安交通大学航天航空学院的菅振老师为大家介绍其课题组在液滴撞击液池所致空气捕获及气泡生成现象的机理研究（研究成果已在PRL上发表）。北航宇航学院喷雾燃烧实验室杨立军教授，富庆飞教授，李敬轩教授，刘虎、宋艳老师以及团队内全体硕博研究生出席本次讲座。同时出席讲座的还有河北工业大学的段润泽老师等。

菅振老师的报告题目为“Dynamics of an air disk formed under a drop impacting on a pool”(相关文献：Jian, Z., Channa, M. A., Kherbeche, A., Chizari, H., Thoroddsen, S. T., & Thoraval*, M.-J. (2020). To Split or Not to Split: Dynamics of an Air Disk Formed under a Drop Impacting on a Pool. Physical Review Letters, 124(18), 184501.)菅老师指出，液滴撞击壁面问题是多相流研究领域内一个基础却又十分复杂的问题。在撞击过程中，液滴在小时间和空间尺度下经历了复杂的动力学过程。此外，气泡的分布决定了气泡从液面溢出的过程，这种溢出过程存在于众多的实际现象中。例如，对自然界生物物质扩散起至关重要作用的气溶胶，气泡溢出过程可以影响气溶胶的大小分布，进而影响人类的健康；在自然界中，相关的现象甚至会导致云的形成并产生降雨，构成完整的大气循环。在液滴碰撞壁面的过程中，不同的撞击速度会产生一系列大小数量不同的小气泡，气泡的产生对于液滴破碎起到了关键的作用。近年来，国内外学者也对此进行了相关的研究。

随后菅老师利用高速摄像实验手段和高精度数值计算，对有关的物理现象进行了定量地研究。菅老师在实验中发现，液滴和液池聚并过程中，在液滴底部会发生气体捕获并形成一个只有微米级厚度的空气圆盘这一现象，随后，在表面张力作用下该空气圆盘最终收缩为气泡。在不同的流体物性参数下，空气盘可以展现出不同姿态，或收缩成单一中心气泡，或形成环形气泡，抑或垂直分裂成两个更小的子气泡。而气泡一分为二与否，则主要取决于表面能的粘性耗散效应。

为了进一步揭示有关物理现象的机制，菅老师利用Basilisk软件进行了相关的数值计算工作。通过高精度数值计算表明，气泡分裂主要取决于表面能的粘性耗散作用及涡脱落与气泡间的复杂相互作用。从空气盘边缘自由表面脱落的涡，涡量正负交替变换，会展现出复杂的精细微结构。与此同时，涡的生成吸收了能量，相应地会抑制气泡的分裂。随后，菅老师为我们介绍了空气盘直径、质心径向位移等参数随液体物性参数的变化规律。

通过菅振老师对有关内容的生动讲解，引起了组内师生极大的共鸣，大家积极踊跃向菅老师提问，并且就有关Basilisk软件的使用与菅老师进行了深入交流，提出的问题菅老师也耐心地为大家一一解答。最后，杨立军教授对菅老师今天为我们带来的高水平讲座表达了衷心地感谢。我们希望两只团队可以在未来进行多方面的合作，共同取得更加丰硕的成果！

嘉宾简介：

菅振，先后于2007年、2010年获西安交通大学“热能与动力工程专业”学士学位、“工程热物理专业”硕士学位，2010年获法国里昂中央理工大学“通才工程师”硕士学位，2014年获法国索邦大学(时为法国巴黎第六大学)“流体力学专业”博士学位。2015年至2016年在沙特国王科技大学做博士后研究工作。2017年至今在西安交通大学航天航空学院工作。主要从事液滴、气泡相关多相界面动力学、微流体力学等方面的实验和数值研究工作。在物理评论快报(Physical Review Letters)、流体力学学报(Journal of Fluid Mechanics)、工程热物理学报等学术期刊发表论文。