气泡在波浪中的运动

本文研究了单个球形小气泡在理想流体的波浪场中在浮力作用下的运动。忽略气泡对波浪场的影响，导出了气泡运动的方程组。对方程组进行了求解，发现气泡运动中非线性耦合的影响随气泡半径的增大而增大，对于较小的气泡可以忽略；在小气泡情况下，由于重力波频率与气泡本征振动频率相差太远，二者的振动不会耦合，在气泡的上升过程中，气泡的振动很快衰减，基本上可以忽略。给出了气泡上升运动的轨迹及所需的时间，在波浪较大，气泡较小的情况下，上升轨迹可以呈螺旋形。