キャビテーション
液体の流れの中で圧力がごく短時間だけ(水では大気圧の1/50程度の)飽和蒸気圧より低くなったとき、液体中に存在する100マイクロメートル以下のごく微小な「気泡核」を核として液体が沸騰したり溶存気体の遊離によって小さな気泡が多数生じる。気泡核がなければ気泡も簡単には発生しない。
圧力が変化すると沸騰などによって生じた気体の体積も変化し泡の大きさが変わる。膨張と収縮を繰り返しながら圧力の上昇に応じてしだいに小さくなってゆく。小さくなる過程で、プロペラのような硬い表面近くの泡は粘性と表面張力も作用して、その表面に張り付きながら泡の遠い側がくぼみ、ジェットの勢いで表面に衝突して泡は分裂する。このジェット流で硬い表面にエロージョン(壊食)が発生する。この過程は次の気泡運動力学のレイリー(Rayleigh)の運動方程式で記述される。
R d 2 R d t 2 + 3 2 ( d R d t ) 2 = p − p ∞ ρ {\displaystyle R{\frac {d^{2}R}{dt^{2}}}+{\frac {3}{2}}\left({\frac {dR}{dt}}\right)^{2}={\frac {p-p_{\infty }}{\rho }}}
1999年に発生した、H-IIロケット8号機の打ち上げ失敗の直接の原因とされた。日本の宇宙開発が一時期低迷する要因の一つ。
媒体(水や油など)を圧送するために、機械による圧力変化を利用した代表的な流体機械のため、多くの箇所でキャビテーションが発生しやすく、またその影響を受けやすい。