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反射激波冲击重气柱的RM不稳定性数值研究 被引量：15
1
作者 王显圣 司廷 +1 位作者 罗喜胜 杨基明 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期664-672,共9页
数值研究了二维气柱在入射激波以及反射激波作用下的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性发展规律,采用有限体积法结合网格自适应技术的VAS2D程序,精确刻画激波和界面的演化.入射平面激波的马赫数为1.2,气柱界面内气体为六氟化硫(SF6),环境... 数值研究了二维气柱在入射激波以及反射激波作用下的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性发展规律,采用有限体积法结合网格自适应技术的VAS2D程序,精确刻画激波和界面的演化.入射平面激波的马赫数为1.2,气柱界面内气体为六氟化硫(SF6),环境气体为空气,激波管的尾端为固壁.通过改变气柱与尾端之间的距离调节反射激波再次作用已经变形的气柱的时间,获得不同时刻下已经变形的气柱形态、界面尺寸以及环量演化受到反射激波的影响.结果表明,反射激波再次作用气柱时,气柱所处发展阶段不同,界面演化规律以及环量随时间的变化也不相同,反射激波与气柱相互作用过程中的涡量产生和分布与无反射情况差异较大,揭示了不同情况下界面演化的物理机理. 展开更多
关键词 richtmyer-meshkov不稳定性 气柱 反射激波 环量
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激波冲击R22重气柱所导致的射流与混合研究 被引量：14
2
作者 沙莎 陈志华 薛大文 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第14期291-300,共10页
基于大涡模拟,结合五阶加权基本无振荡格式与沉浸边界法对激波自左向右与R22重气柱作用过程进行了数值模拟.数值结果清晰地显示了激波诱导Richtmyer-Meshkov不稳定性所导致的重气柱变形过程,并与Haas和Sturtevant的实验结果符合.另外,... 基于大涡模拟,结合五阶加权基本无振荡格式与沉浸边界法对激波自左向右与R22重气柱作用过程进行了数值模拟.数值结果清晰地显示了激波诱导Richtmyer-Meshkov不稳定性所导致的重气柱变形过程,并与Haas和Sturtevant的实验结果符合.另外,结果还揭示了入射激波在气柱内右侧边界发生聚焦并诱导射流的过程,以及在Kelvin-Helmhotz次不稳定性作用下两个主涡滑移层形成次级涡的过程,并分析了气柱变形过程中与周围空气的混合机理.最后,通过改变反射距离对反射激波与不同变形阶段的气柱的再次作用过程进行了研究.结果表明:当激波反射距离较长时,反射激波与充分变形后的气柱作用,使其在流向方向上进一步被压缩;而当激波反射距离较短时,反射激波会在气柱内发生马赫反射,两个三波点附近产生两个高压区,当其传播至气柱左侧边界时对气柱边界造成冲击加速,诱导两道向左传播的反向射流. 展开更多
关键词 richtmyer-meshkov不稳定性 R22重气柱 反射激波 射流
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Richtmyer-Meshkov不稳定性流体混合区发展的实验研究 被引量：9
3
作者 施红辉 卓启威 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期417-421,共5页
使用矩形激波管,在马赫数分别为M=1．5和1．7的条件下实验研究了气／液界面上(即Atwood数A接近1时)由Richtmyer-Meshkov不稳定性引起的流体混合现象．得到了气／液界面上Richtmyer-Meshkov不稳定性后期流体混合区域宽度随时间的发展呈... 使用矩形激波管,在马赫数分别为M=1．5和1．7的条件下实验研究了气／液界面上(即Atwood数A接近1时)由Richtmyer-Meshkov不稳定性引起的流体混合现象．得到了气／液界面上Richtmyer-Meshkov不稳定性后期流体混合区域宽度随时间的发展呈现出线性关系的结果,即h∝t．比较了不同马赫数和初始扰动下的发展情况,发现当马赫数增加时,同一时间混合区域宽度随之增加,混合区域宽度增长变快;而相比于波长差别不大的弱多模态初始扰动(无人为干扰界面),当界面初始扰动获得随机外界干扰时,界面混合区域具有较大的宽度以及增长速度．并且增加激波马赫数和初始扰动多模态性,流体混合程度更为剧烈． 展开更多
关键词 richtmyer-meshkov不稳定性 混合区域宽度 初始扰动 激波管
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激波与不同形状界面作用的数值模拟 被引量：9
4
作者 范美如 翟志刚 +2 位作者 司廷 罗喜胜 杨基明 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2011年第7期862-869,共8页
该文数值研究了激波与同形状界面相互作用下的Richtmyer-Meshkov稳定性发展.数值方法采用自适应的非结构四边形网格来精细刻画界面的演变.在激波Ma=1.2,界面内为SF6气体的条件下,通过数值模拟激波与矩形、三角形以及椭圆界面相互作用的... 该文数值研究了激波与同形状界面相互作用下的Richtmyer-Meshkov稳定性发展.数值方法采用自适应的非结构四边形网格来精细刻画界面的演变.在激波Ma=1.2,界面内为SF6气体的条件下,通过数值模拟激波与矩形、三角形以及椭圆界面相互作用的过程,分析并对比了这3种形状界面的波系、涡量和界面演变.结果表明,在激波作用下,同形状流体界面的波系结构是同的,主要表现在波系的形状以及发展两方面.此外,各种形状界面涡量的产生、分和大小也有所同,进而导致各种形状界面演变过程也有一定差异,因此同形状的流体界面引起的Richtmyer-Meshkov稳定性有同的机理. 展开更多
关键词 richtmyer-meshkov不稳定性 界面形状 平面激波
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激波冲击下Air/SF_6斜界面不稳定性实验研究 被引量：7
5
作者 刘金宏 黄文斌 +2 位作者 谭多望 邹立勇 郭文灿 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期27-31,共5页
激波在不同密度介质上的交互作用在可压缩湍流上具有重要的基础价值。激波在界面上的作用会引起Richtmyer-Meshkov不稳定性。激波不正规折射时,流场存在更多复杂的涡。研究马赫数为1.23、1.41的激波在初始倾角β=60°的Air/SF6界面... 激波在不同密度介质上的交互作用在可压缩湍流上具有重要的基础价值。激波在界面上的作用会引起Richtmyer-Meshkov不稳定性。激波不正规折射时,流场存在更多复杂的涡。研究马赫数为1.23、1.41的激波在初始倾角β=60°的Air/SF6界面上非正规折射的情况。入射激波的切向冲击和法向冲击的相互作用,在界面处产生涡,折射波在壁面发生马赫反射。利用阴影显示技术,给出了界面演化和混合的过程。 展开更多
关键词 阴影 richtmyer-meshkov不稳定性 激波管 非正规折射
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用湍流模型研究Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导的湍流混合 被引量：6
6
作者 杨玟 王丽丽 +2 位作者 张树道 何长江 杭义洪 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期119-123,共5页
将k-ε模型应用到存在激波的Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导混合的研究中,采用代数关系式补充模型的封闭假设,给出了合理描述RMI特征的湍动能产生项的表达式。采用该模型对两个激波管实验进行了模拟。通过与实验和文献中的直接模拟结果... 将k-ε模型应用到存在激波的Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导混合的研究中,采用代数关系式补充模型的封闭假设,给出了合理描述RMI特征的湍动能产生项的表达式。采用该模型对两个激波管实验进行了模拟。通过与实验和文献中的直接模拟结果比较分析,验证了所采用的模型封闭、模型常数、数值算法、程序实现是合适的。 展开更多
关键词 湍流模型 richtmyer-meshkov不稳定性 湍流混合
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激波与SF_6球形气泡相互作用的数值研究 被引量：6
7
作者 沙莎 陈志华 张庆兵 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期177-185,共9页
本文基于大涡模拟方法,采用高阶精度格式对平面入射激波以及不同反射距离条件下的反射激波与SF6重气泡相互作用过程进行了三维数值模拟.数值结果清晰地显示了SF6重气泡在激波作用下诱导Richtmyer-Meshkov不稳定性过程,揭示了入射激波以... 本文基于大涡模拟方法,采用高阶精度格式对平面入射激波以及不同反射距离条件下的反射激波与SF6重气泡相互作用过程进行了三维数值模拟.数值结果清晰地显示了SF6重气泡在激波作用下诱导Richtmyer-Meshkov不稳定性过程,揭示了入射激波以及反射激波在气泡界面聚焦诱导射流的过程,详细分析了不同反射距离条件下反射激波与SF6重气泡作用过程及流场结构. 展开更多
关键词 richtmyer-meshkov不稳定性 SF6气泡 射流 混合
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平面弱激波加载下球形气泡演化的实验研究 被引量：5
8
作者 郭文灿 刘仓理 +3 位作者 谭多望 刘金宏 邹立勇 张光升 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期460-466,共7页
利用高速摄影机直接观测了激波加载下球形气泡的演化过程。采用白色的烟雾颗粒对气泡内透明的测试气体进行染色,直接观察到了气泡界面。通过对平面弱激波加载下轻气体气泡和重气体气泡进行研究,成功验证了轻气体气泡和重气体气泡演化过... 利用高速摄影机直接观测了激波加载下球形气泡的演化过程。采用白色的烟雾颗粒对气泡内透明的测试气体进行染色,直接观察到了气泡界面。通过对平面弱激波加载下轻气体气泡和重气体气泡进行研究,成功验证了轻气体气泡和重气体气泡演化过程中出现的典型界面结构,获得了弱激波加载轻气体气泡中背风涡环的环状几何结构。运用相关方法分析了轻气体气泡实验初期的流场分布,得到的结果与理论分析结果吻合得很好,对于此类实验的数据处理具有一定的启发意义。同时,实验中使用的烟雾颗粒法为今后在球形气泡实验中引入更为精确的平面激光诱导荧光技术(PLIF)、激光粒子图像测速技术(PIV)等实验测试系统提供了布撒示踪粒子的范例。 展开更多
关键词 激波 richtmyer-meshkov不稳定性 气泡 示踪 相关方法
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激波管实验研究非均匀流场R-M不稳定性 被引量：5
9
作者 刘金宏 谭多望 +3 位作者 柏劲松 黄文斌 邹立勇 张旭 《实验力学》 CSCD 北大核心 2012年第2期160-164,共5页
利用激波管装置及马赫数为1.27的弱入射激波实验研究了SF6非均匀流场的R-M不稳定性。Air/SF6初始正弦界面由厚度为0.5μm的薄膜相隔得到,由阴影方法记录界面演化过程。实验结果表明:由于不稳定性,重流体(SF6)向轻流体(Air)演化成"... 利用激波管装置及马赫数为1.27的弱入射激波实验研究了SF6非均匀流场的R-M不稳定性。Air/SF6初始正弦界面由厚度为0.5μm的薄膜相隔得到,由阴影方法记录界面演化过程。实验结果表明:由于不稳定性,重流体(SF6)向轻流体(Air)演化成"尖钉"结构,而轻流体演化为"气泡"结构;由于界面切向速度差的Kelvin-Helmholtz不稳定性,"尖钉"头部翻转成蘑菇头形状;由于流场密度分布不均,低密度区流场扰动增长较快,扰动振幅发展的实验结果与PPM数值计算的结果较吻合。 展开更多
关键词 richtmyer-meshkov不稳定性 阴影摄影法 非均匀流
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激波冲击下air/SF_6界面的Richtmyer-Meshkov不稳定性 被引量：5
10
作者 刘金宏 邹立勇 +3 位作者 柏劲松 谭多望 黄文斌 郭文灿 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期135-140,共6页
实验研究了低马赫数(1.27)激波作用air/SF6界面的RM不稳定性问题。air/SF6初始正弦界面由厚度为1～2!m的薄膜相隔得到,用阴影法测试界面演化过程。实验结果表明:由于不稳定性重流体(SF6)向轻流体(air)演化成"尖钉"结构,而轻... 实验研究了低马赫数(1.27)激波作用air/SF6界面的RM不稳定性问题。air/SF6初始正弦界面由厚度为1～2!m的薄膜相隔得到,用阴影法测试界面演化过程。实验结果表明:由于不稳定性重流体(SF6)向轻流体(air)演化成"尖钉"结构,而轻流体演化为"气泡"结构;由于界面切向速度差的Kelvin-Helm-holtz不稳定性,"尖钉"头部翻转成蘑菇头形状;之后,蘑菇杆破碎。扰动振幅发展的实验结果与Zhang-Sohn模型和PPM数值计算的结果较吻合。 展开更多
关键词 流体力学 richtmyer-meshkov不稳定性 阴影方法 air/SF6界面 激波 激波管
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反射激波作用下两种重气柱界面不稳定性实验研究 被引量：5
11
作者 何惠琴 翟志刚 +1 位作者 司廷 罗喜胜 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期56-60,共5页
在水平方形激波管中对两种无膜重气柱界面(分别是SF6和氩气)在反射激波作用下的不稳定性发展进行了实验研究。气柱界面采用射流技术形成,实验采用连续激光片光源照射流场,乙二醇作为示踪粒子,并用高速摄像机对流场进行拍摄,获得了入射... 在水平方形激波管中对两种无膜重气柱界面(分别是SF6和氩气)在反射激波作用下的不稳定性发展进行了实验研究。气柱界面采用射流技术形成,实验采用连续激光片光源照射流场,乙二醇作为示踪粒子,并用高速摄像机对流场进行拍摄,获得了入射激波以及反射激波共同作用下,两种不同气柱界面的演化过程。实验结果表明,两种气柱的Atwood数不同,界面演化速率不同,反射激波到达前后的界面形态不同。SF6气柱在入射激波作用下会产生两个比较明显的反向的涡环结构,而氩气柱界面上由于产生的涡量较少,涡环结构并不明显。在反射激波作用下,SF6气柱界面会出现明显的次级涡对,而且次级涡对的旋转方向与初始涡环结构的旋转方向相反。对于氩气柱而言,在反射激波作用下虽然也产生了与初始涡环方向相反的次级涡对,但次级涡对始终未充分发展。这是因为反射激波作用时氩气柱界面的Atwood数较小导致氩气柱界面上产生的反向涡量较少。实验结果充分表明了气体Atwood数对界面不稳定性的发展起到了较大的影响。 展开更多
关键词 无膜气柱 richtmyer-meshkov不稳定性 反射激波 Atwood数 连续片光
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可控肥皂膜气柱界面与激波相互作用的实验研究（英文） 被引量：5
12
作者 罗喜胜 王显圣 +1 位作者 陈模军 翟志刚 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期7-13,26,共8页
基于肥皂膜技术提出了一种生成气柱界面的简单方法。形成的界面不需要支撑网格,因此初始条件可以很好地控制。在水平激波管中结合高速纹影开展了平面激波与二维或三维气柱界面作用的实验。纹影照片显示实验结果杂波更少,演变中的界面也... 基于肥皂膜技术提出了一种生成气柱界面的简单方法。形成的界面不需要支撑网格,因此初始条件可以很好地控制。在水平激波管中结合高速纹影开展了平面激波与二维或三维气柱界面作用的实验。纹影照片显示实验结果杂波更少,演变中的界面也比文献的结果更对称。此外,还特别研究了由极小曲面特征导致的三维效应,发现三维效应使界面的演变和发展变慢了。本研究将有助于更多了解三维性对Richtmyer-Meshkov不稳定性发展的影响。 展开更多
关键词 肥皂膜 richtmyer-meshkov不稳定性 极小曲面 激波-气柱相互作用
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气/液界面上Richtmyer-Meshkov不稳定性的实验研究 被引量：3
13
作者 卓启威 施红辉 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期25-30,共6页
报道了在国内首次实现的矩形激波管内气/液界面上(即Atwood number,A1)的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性现象。实验在一台垂直矩形激波管中进行,得到了较低马赫数(M=1.36和1.58)下,多元扰动R-M不稳定性后期阶段气泡和尖钉高度对时间的... 报道了在国内首次实现的矩形激波管内气/液界面上(即Atwood number,A1)的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性现象。实验在一台垂直矩形激波管中进行,得到了较低马赫数(M=1.36和1.58)下,多元扰动R-M不稳定性后期阶段气泡和尖钉高度对时间的增长规律,即气泡高度hb^t0.55±0.01,尖钉高度hs^t。当激波马赫数从1.36增加到1.58时,气泡和尖钉高度对时间的指数规律没有发生明显改变,气泡的增长速度没有受到影响,而尖钉增长速度却有大幅度的增加。同时还观察研究了多元扰动R-M不稳定性中典型的气泡竞争现象。 展开更多
关键词 激波管 richtmyer-meshkov不稳定性 气泡竞争 多元扰动
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任意Atwood数Rayleigh-Taylor和Richtmyer-Meshkov不稳定性气泡速度研究 被引量：4
14
作者 陶烨晟 王立锋 +3 位作者 叶文华 张广财 张建成 李英骏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期314-320,共7页
本文将Layzer气泡模型推广到任意界面Atwood数情形,得到了自洽的微分方程组.该模型描述了气泡从早期的指数增长阶段到气泡以渐近速度上升的非线性阶段的发展过程,给出了Rayleigh-Taylor(RT)和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性的二维和三... 本文将Layzer气泡模型推广到任意界面Atwood数情形,得到了自洽的微分方程组.该模型描述了气泡从早期的指数增长阶段到气泡以渐近速度上升的非线性阶段的发展过程,给出了Rayleigh-Taylor(RT)和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性的二维和三维气泡速度渐近解,还求出了二维和三维RT不稳定性气泡顶点附近速度的解析解. 展开更多
关键词 RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性 richtmyer-meshkov不稳定性 Atwood数 非线性
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单模流体界面不稳定性势流理论研究进展综述
15
作者 刘昌文 肖左利 张又升 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2024年第10期2-29,共28页
Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性广泛存在于自然界和工程应用中,是流体力学研究领域的重要研究课题.在惯性约束聚变工程中,这些不稳定性对于聚变点火过程的成功至关重要.因此,深入理解不稳定性的发展机制... Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性广泛存在于自然界和工程应用中,是流体力学研究领域的重要研究课题.在惯性约束聚变工程中,这些不稳定性对于聚变点火过程的成功至关重要.因此,深入理解不稳定性的发展机制并建立相应的理论模型,不仅具有深远的科学意义,而且对实际工程应用具有重要的理论支撑作用.本文详细综述了自1955年Layzer提出势流理论模型以来,学术界在平面单模RT和RM不稳定性界面顶点演化预测方面所取得的一系列研究进展.研究内容涵盖了影响不稳定性发展的多种关键因素,包括初始扰动形式、流体密度比、涡量、表面张力、黏性和可压缩性等.同时,本文深入探讨了这些因素之间的非线性耦合关系和背后的物理机理,并分析了向汇聚几何扩展时由于几何效应所产生的附加影响.最后,本文对单模不稳定性理论未来的发展方向和研究重点提出了展望. 展开更多
关键词 RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性 richtmyer-meshkov不稳定性 界面顶点演化 Layzer势流理论
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圆柱形汇聚激波诱导Richtmyer-Meshkov不稳定的SPH模拟 被引量：5
16
作者 徐建于 黄生洪 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期998-1011,共14页
汇聚激波诱导不同物质界面的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定现象在惯性约束核聚变领域有重要的学术意义和工程背景.基于网格离散的宏观流体力学方法由于数值扩散问题往往需要高阶精度算法才能准确追踪界面演化,且对大变形和破碎合并等复... 汇聚激波诱导不同物质界面的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定现象在惯性约束核聚变领域有重要的学术意义和工程背景.基于网格离散的宏观流体力学方法由于数值扩散问题往往需要高阶精度算法才能准确追踪界面演化,且对大变形和破碎合并等复杂界面追踪也极为困难.光滑粒子流体动力学(smoothed particlehydrodynamics,SPH)方法采用纯拉格朗日算法,可以有效克服上述难点.但经典SPH算法需采用人工黏性处理强间断,在激波间断处往往会出现严重的非物理振荡,对于涉及强冲击不稳定性问题,很难达到理想的模拟效果.本文采用基于HLL黎曼求解器的SPH算法,实现了对强激波和大密度比物质界面的有效分辨和追踪.一维数值校核证明了代码的可靠性、健壮性,并进一步模拟了二维圆柱形汇聚冲击波冲击四边形轻/重气界面诱导的RM不稳定性问题,与已有实验结果进行了对比,发现模拟结果与实验结果吻合.通过分析界面演化过程中的密度及压力变化,发现本文所采用的方法可准确地追踪激波与界面作用的复杂界面和波系演化规律.研究结果为进一步理解和解释汇聚冲击条件下的RM不稳定性机理奠定了基础. 展开更多
关键词 SPH.黎曼求解器 richtmyer-meshkov不稳定性 激波 圆柱形汇聚 数值模拟
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柱状交界面Richtmyer-Meshkov不稳定性的数值研究 被引量：2
17
作者 马东军 何兴 +1 位作者 孙德军 尹协远 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期398-404,共7页
采用基于有限体积法的二阶Godunov格式模拟了柱形密度交界面在同轴激波加速下的演化过程。得到了以下初步结果:在参数相同的情形下,内聚激波比中心爆炸波对界面的扰动更危险;内聚激波从轻质流体进入重质流体与从重质流体进入轻质流体相... 采用基于有限体积法的二阶Godunov格式模拟了柱形密度交界面在同轴激波加速下的演化过程。得到了以下初步结果:在参数相同的情形下,内聚激波比中心爆炸波对界面的扰动更危险;内聚激波从轻质流体进入重质流体与从重质流体进入轻质流体相比,界面有更快的增长。周向波数大小对界面增长率有很大的影响,在计算的参数下,n=8～12有最大增长率,大于和小于这个范围的周向波长,增长率均明显减弱。 展开更多
关键词 柱状交界面 richtmyer-meshkov不稳定性 二阶Godunov格式 爆炸波 激波 流体力学 爆炸力学 自适应非结构网格 数值计算
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基于强度介质Richtmyer-Meshkov不稳定性理论的微缺陷喷射模型 被引量：4
18
作者 何安民 刘军 +2 位作者 邵建立 刘超 王裴 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期505-514,共10页
采用二维多介质欧拉弹塑性流体动力学程序,对金属界面Richtmyer-Meshkov不稳定性和物质喷射进行流体动力学模拟分析,得到强度效应对界面扰动增长和物质喷射的影响特征,揭示扰动增长与物质喷射之间的内在联系.基于理想弹塑性固体界面Rich... 采用二维多介质欧拉弹塑性流体动力学程序,对金属界面Richtmyer-Meshkov不稳定性和物质喷射进行流体动力学模拟分析,得到强度效应对界面扰动增长和物质喷射的影响特征,揭示扰动增长与物质喷射之间的内在联系.基于理想弹塑性固体界面Richtmyer-Meshkov不稳定性理论,建立强度介质微喷射形成临界判据、喷射总量和最大速度的理论模型. 展开更多
关键词 微喷射 强度介质 richtmyer-meshkov不稳定性
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高马赫数激波作用下单模界面的Richtmyer-Meshkov不稳定性数值模拟
19
作者 高士清 邹立勇 +2 位作者 唐久棚 李季 林健宇 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期36-56,共21页
为了研究高马赫数激波冲击下的单模界面Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性,特别是高马赫数激波带来的热化学非平衡效应的影响,采用基于有限体积方法的二维高温非平衡流动程序,利用自适应非结构网格模拟了空气中高马赫数激波冲击两侧温度不... 为了研究高马赫数激波冲击下的单模界面Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性,特别是高马赫数激波带来的热化学非平衡效应的影响,采用基于有限体积方法的二维高温非平衡流动程序,利用自适应非结构网格模拟了空气中高马赫数激波冲击两侧温度不同的单模界面导致的RM不稳定现象。研究中涵盖了轻/重界面和重/轻界面2种情况,涉及的激波马赫数范围分别为6~9和8~11。对比了冻结流、热非平衡流和热化学非平衡流3种气体模式下的流场演化过程,揭示了扰动增长和增长率的变化规律。通过对比扰动增长的线性理论和非线性理论,分析了初始激波马赫数和初始扰动尺度的变化对RM不稳定性的影响,同时讨论了涡量场分布和环量的演化规律。结果表明,与冻结流相比,热化学非平衡流中透射激波、反射波及界面速度明显不同,扰动振幅增长率峰值降低,界面增长率脉动减弱,界面不稳定性增长速度变慢。通过对比多种理论模型和本文的数值模拟结果,发现Zhang-Sohn模型相对于其他模型更适用于高马赫数激波作用下的单模界面RM不稳定性问题。对涡量场的研究发现,有2个较强的涡量生成区域,一个位于界面上,另一个位于透射激波波后,这同低马赫数下涡量主要在界面上生成的结论显著不同。此外,热化学非平衡流中环量的幅值大小低于冻结流中的结果,这与热化学非平衡流中扰动的增长低于冻结流的结论对应。 展开更多
关键词 richtmyer-meshkov不稳定性 高马赫数激波 高温非平衡效应 Zhang-Sohn模型
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重/轻单模界面的Richtmyer-Meshkov不稳定性研究 被引量：4
20
作者 马迪 丁举春 罗喜胜 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2020年第10期48-56,共9页
本文采用实验与数值相结合的方法研究平面激波冲击重/轻单模界面的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性问题,着重分析重/轻型界面和轻/重型界面演化的差异.实验上,利用先进的肥皂膜界面生成方法,生成初始形状可控的SF6/air单模界面,并基于高... 本文采用实验与数值相结合的方法研究平面激波冲击重/轻单模界面的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性问题,着重分析重/轻型界面和轻/重型界面演化的差异.实验上,利用先进的肥皂膜界面生成方法,生成初始形状可控的SF6/air单模界面,并基于高速纹影技术捕捉界面和波系的详细演化过程.数值上,采用可压缩多组分流动高精度数值模拟程序对实验工况进行模拟,数值模拟结果和实验结果吻合良好,详细的数值流场信息促进了我们对实验中界面分层现象的分析和理解.研究发现,与轻/重界面演化不同的是,重/轻界面在激波冲击后首先进入反相阶段;与轻/重界面演化类似的是,反相后的重/轻界面依次经历线性和非线性发展.最后,本文利用实验获得的定量数据检验已有线性和非线性模型对重/轻RM不稳定性的预测能力,发现Meyer&Blewett模型(Phys.Fluids,1972,15:753–759)能有效预测重/轻界面的线性期扰动增长,而Dimonte&Ramaprabhu模型(Phys.Fluids,2010,22:014104)能有效预测非线性期的扰动增长. 展开更多
关键词 richtmyer-meshkov不稳定性 反相 界面分层
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