Abstract
摘 要 微氣泡在流場中流動的現象，在微機電系統中應用相當廣泛，具有深入探討的空間，而微尺度下，表面張力對流場的影響明顯，使用實驗設備來觀察微氣泡並不容易，需要非常純淨的水質以及昂貴的器材，以數值模擬的方式除了可避免上述問題，亦有良好的理論基礎，物理現象易於明瞭，模擬與實驗兩者互相印證，則能更深入的解釋微氣泡流動的行為。 本文研究方式，是以適當的數值方法搭配物理條件，模擬微氣泡在圓柱容器中自由浮升之流場，由自由液面上跨相之壓力差獲得曲率，再利用曲率反求微氣泡形狀，同時得到浮升之終端速度。研究結果也發現，跨相壓力差與浮力，對曲率具有一定程度的影響，並在自由液面上構成力的平衡。經由流場收斂所獲得的曲率，可以判斷微氣泡形狀為扁橢圓且前後不對稱，前方受形狀阻力擠壓，曲率較小而外形稍扁；後方受黏滯力拉扯因此形狀較圓，但整體仍以扁橢圓展現。