Uma equipe de pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu um novo modelo de dinâmica de fluidos que prevê com precisão como as bolhas impactam em superfícies sólidas. O modelo, publicado na revista Physical Review Fluids, pode ter implicações para uma variedade de aplicações, como o projeto de veículos subaquáticos e o desenvolvimento de novos tratamentos médicos.

Quando uma bolha atinge uma superfície sólida, cria um campo de fluxo complexo que pode ser difícil de prever. Isto se deve a vários fatores, incluindo o formato da bolha, a velocidade com que ela se move e as propriedades da superfície sólida.

O novo modelo desenvolvido pelos pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências leva em consideração todos esses fatores e pode prever com precisão o campo de fluxo criado pelo impacto de uma bolha. O modelo é baseado nas equações de Navier-Stokes, que são as equações que regem a dinâmica dos fluidos. Os pesquisadores usaram um método numérico de alta resolução para resolver as equações de Navier-Stokes para uma variedade de cenários de impacto de bolhas.

Os resultados das simulações dos pesquisadores mostram que o campo de fluxo criado pelo impacto de uma bolha é altamente tridimensional e instável. A bolha inicialmente se deforma e depois entra em colapso, criando um jato de líquido que é ejetado da bolha. O jato então atinge a superfície sólida e cria um respingo.

O modelo dos pesquisadores pode ser usado para prever o tamanho e a forma do respingo, bem como a velocidade do jato líquido. Esta informação pode ser útil para uma variedade de aplicações, tais como a concepção de veículos subaquáticos e o desenvolvimento de novos tratamentos médicos.

Por exemplo, o modelo poderia ser usado para projetar veículos subaquáticos que sejam mais resistentes a danos causados ​​por impactos de bolhas. O modelo também poderá ser usado para desenvolver novos tratamentos médicos que utilizem bolhas para administrar medicamentos a partes específicas do corpo.