Bubble jets, fast liquid jets caused by the asymmetric collapse of gas bubbles, have been of great interest to various fields of engineering. Many studies have revealed that the dynamics of bubble jets change significantly by the physical properties of proximate boundaries. However, a bubble jet behavior near a viscoelastic boundary still remains unknown. This study numerically investigated the interaction of a bubble jet near viscoelastic solids, modelled by the Kelvin-Voigt material, using a coupled algorithm of finite volume method and finite element method. The simulation results showed a great deal of change in the bubble jet dynamics with varying viscoelastic properties. This change was explained by the characteristics of the Kelvin-Voigt model and the comparison of the jet kinetic energy with the elastic energy of the solid. We expect that this new approach would be a simple and robust way of investigating the complicated bubble jet-viscoelastic solid interaction.
이 논문에서는 점탄성 표면 주변에서 발생하는 버블제트의 특성을 다루었다. 표면의 점탄성 특성에 따라 버블의 최대 반경, 제트의 속도 등이 어떻게 변화하는지 시뮬레이션을 통해 연구하였다. 그 결과 버블제트와 그에 의한 표면의 변형이 표면의 점탄성 특성에 따라 변화함을 확인하였고, 이를 변형률과 탄성 에너지 등의 비교를 통해 설명하였다. 이번 연구를 통해 아직까지 잘 다루어지지 않은 점탄성 표면 주변에서 발생하는 버블제트의 발생 양상을 해석하기 위한 효과적인 방법론을 제시하였다.
