Entrainment of air bubbles into flowing water increases significantly the interfacial area between the two phases hence enhancing the air-water mass transfer. The air bubble characteristics are thus of direct relevance to the waterbody aeration and oxygenation, which should be understood in the context of bubbly-flow turbulence development. In this paper, we studied experimentally a canonical aerated flow featured by a two-dimensional jet over a sudden bottom drop followed by a sloping open-channel flow. This is a representative scenario of open-channel flow with simultaneous free-surface air-water exchange and bottom aeration into the deep water. In addition to the air concentration and air flux evolutions upstream and downstream of the jet impact on the channel bed as well as from bottom to the free-surface, the local and accumulative bubble count rate distributions were depicted. The air-water flow structures were revealed at bubble scales with the aid of a further characterisation of the bubble chord length spectrum and mean bubble size distributions, indicating intense bubble breakups following the jet impact and next to the bottom boundary layer. Although the jet impact on the dry bottom was responsible for a substantial air loss, an increasing number of smaller bubbles were produced and prevented drastic drop in the air-water interfacial area. The mean bubble size and specific interfacial area were predicted under some rough assumption for the deep-water mass transfer. An insight into the bubble-turbulence interplay was presented based on a statistic bubble clustering analysis.

气泡夹带到流动水中显着增加了两相之间的界面面积，从而增强了空气-水的质量传递。因此，气泡特征与水体通气和氧合作用直接相关，这应该在气泡流湍流发展的背景下理解。在本文中，我们通过实验研究了典型的充气流，其特征在于二维射流在突然的底部下降之后出现了倾斜的明渠流。这是明渠水流的典型场景，同时进行自由表面的空气-水交换和向深水的底部曝气。除了射流上游和下游的空气浓度和空气通量对通道床以及从底部到自由表面的撞击之外，描绘了局部和累积气泡计数率分布。借助气泡弦长谱和平均气泡尺寸分布的进一步表征，揭示了气泡尺度上的空气-水流结构，表明在射流撞击之后并且靠近底部边界层，气泡破裂剧烈。尽管射流对干底的冲击造成大量的空气损失，但产生了越来越多的较小气泡，并防止了空气-水界面区域的急剧下降。在深水传质的一些粗略假设下，预测了平均气泡大小和比界面面积。基于统计气泡聚类分析，提出了对气泡-湍流相互作用的见解。借助气泡弦长谱和平均气泡尺寸分布的进一步表征，揭示了气泡尺度上的空气-水流结构，表明在射流撞击之后并且靠近底部边界层，气泡破裂剧烈。尽管射流对干底的冲击造成大量的空气损失，但产生了越来越多的较小气泡，并防止了空气-水界面区域的急剧下降。在深水传质的一些粗略假设下，预测了平均气泡大小和比界面面积。基于统计气泡聚类分析，提出了对气泡-湍流相互作用的见解。借助气泡弦长谱和平均气泡尺寸分布的进一步表征，揭示了气泡尺度上的空气-水流结构，表明在射流撞击之后并且靠近底部边界层，气泡剧烈破裂。尽管射流对干底的冲击造成大量的空气损失，但产生了越来越多的较小气泡，并防止了空气-水界面区域的急剧下降。在深水传质的一些粗略假设下，预测了平均气泡大小和比界面面积。基于统计气泡聚类分析，提出了对气泡-湍流相互作用的见解。表示在射流撞击后且靠近底部边界层时，气泡破裂剧烈。尽管射流对干底的冲击造成大量的空气损失，但产生了越来越多的较小气泡，并防止了空气-水界面区域的急剧下降。在深水传质的一些粗略假设下，预测了平均气泡大小和比界面面积。基于统计气泡聚类分析，提出了对气泡-湍流相互作用的见解。表示在射流撞击后且靠近底部边界层时，气泡破裂剧烈。尽管射流对干底的冲击造成大量的空气损失，但产生了越来越多的较小气泡，并防止了空气-水界面区域的急剧下降。在深水传质的一些粗略假设下，预测了平均气泡大小和比界面面积。基于统计气泡聚类分析，提出了对气泡-湍流相互作用的见解。在深水传质的一些粗略假设下，预测了平均气泡大小和比界面面积。基于统计气泡聚类分析，提出了对气泡-湍流相互作用的见解。在深水传质的一些粗略假设下，预测了平均气泡大小和比界面面积。基于统计气泡聚类分析，提出了对气泡-湍流相互作用的见解。