Кавитация - процесс образования и последующего схлопывания пузырьков газа в жидкости. Кавитация возникает в результате локального понижения давления в жидкости до некоторого критического значения,
которое примерно равно давлению насыщенного пара этой жидкости
при данной температуре. При наличии в жидкости микроскопических
пузырьков кавитация возникает при давлениях выше, чем давление насыщенного пара. После образования, каждый кавитационный пузырек
растет до максимального размера, а затем схлопывается. Весь процесс
происходит за время, порядка десятых долей миллисекунды [1, 2]
Результатом данной работы являются пороговые характеристики коллапса кавитационного пузырька. Такими характеристиками являются пик
гидродинамического давления и диаметр струи жидкости до удара и
последующего растекания по поверхности. При коллапсе такого кавитационного пузырька можно ожидать появление радиальных трещин на границе лунки.
В эксперименте по акустической кавитации [26] при помощи электронного микроскопа получены изображения поверхности образца из
стали 40Cr. На рис. 14 изображены кавитационные лунки, имеющие ярко выраженную ступенчатую границу, образованную при разрушении поверхности. Диаметр этих лунок равен 1-2 мкм. Пороговый диаметр струи
для этого материала (E = 214 ГПа; ν = 0:3; σc = 980 МПа; τ = 0:31 мкс),
рассчитанный методом, описанном в данной работе, равен 2 мкм, что
хорошо согласуется с экспериментом, описанном выше. Однако расчетный пороговый пик гидродинамического давления равен 5.8 ГПа, что
не нашло экспериментальных подтверждений, но соответствует общей
тенденции зависимости пика гидродинамического давления от диаметра
струи, изображенной на рис. 7.
Также получены оценки на длительности кавитационного воздействия (t0 ≥ 2:8 мкс), при Что согласуется с экспериментами [11, 12], где длительность
кавитационного воздействия равно примерно 10 мкс.
Оценка гидростатического давления жидкости является приблизительной, так как теория Рэлея подразумевает сферический коллапс кавитационного пузырька вдали от границ тела, но в данной работе рассматривается схлопывание пузырька, прикрепленного к стенке. В работе [8]
показано, что изменение формы пузырька сильно зависит от начальной
несферичности и расстояния до поверхности тела
