爆轰驱动Cu界面的Richtmyer-Meshkov扰动增长稳定性 被引量：3

1

作者 殷建伟 潘昊 +3 位作者 吴子辉 郝鹏程 段卓平 胡晓棉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第20期157-165,共9页

研究了爆轰驱动Cu界面的扰动增长过程,分析了不同初始条件下的扰动增长规律和主要失稳机制.研究结果表明:温度相关的熔化失稳和塑性变形相关的拉伸断裂失稳是界面扰动增长过程的主要失稳机制;高能炸药爆轰驱动Cu材料界面时,冲击波加载... 研究了爆轰驱动Cu界面的扰动增长过程,分析了不同初始条件下的扰动增长规律和主要失稳机制.研究结果表明:温度相关的熔化失稳和塑性变形相关的拉伸断裂失稳是界面扰动增长过程的主要失稳机制;高能炸药爆轰驱动Cu材料界面时,冲击波加载引起的温升和扰动增长阶段塑性功转换引起的温升不足以熔化Cu材料,拉伸断裂是导致扰动增长不稳定的主要机制;扰动增长非线性阶段尖钉的最大累积有效塑性应变与尖钉振幅之间存在定标关系,结合熔化条件和断裂应变判据建立的尖钉振幅失稳条件可用于分析界面扰动增长的稳定性. 展开更多

关键词 Richtmyer-Meshkov流动 扰动增长 爆轰 稳定性

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爆轰驱动铝飞层扰动增长的数值模拟（英文） 被引量：3

2

作者 王涛 柏劲松 +4 位作者 曹仁义 汪兵 钟敏 李平 陶钢 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期16-26,共11页

建立了研究炸药爆轰驱动条件下金属材料Rayleigh-Taylor不稳定性问题的实验技术和数值模拟方法。利用该实验技术和数值模拟方法研究了炸药爆轰驱动条件下,铝飞层界面Rayleigh-Taylor不稳定性增长规律,数值模拟显示界面扰动振幅以指数规... 建立了研究炸药爆轰驱动条件下金属材料Rayleigh-Taylor不稳定性问题的实验技术和数值模拟方法。利用该实验技术和数值模拟方法研究了炸药爆轰驱动条件下,铝飞层界面Rayleigh-Taylor不稳定性增长规律,数值模拟显示界面扰动振幅以指数规律增长。数值模拟结果和实验定性相符,但是定量相比有较大差别,原因是高压高应变率加载条件下铝的强度增强,而数值模拟时所采用的SG本构模型在这样的加载条件下低估了铝的强度而导致对扰动增长致稳作用不足。然后在数值模拟中,通过改变材料的初始剪切模量和初始屈服强度,发现在一定范围内,初始剪切模量对材料动态屈服强度没有影响,而初始屈服强度增大可以明显提高材料的动态屈服强度,达到抑制扰动增长的目的,表明材料屈服强度主导界面扰动增长。 展开更多

关键词 爆轰驱动 RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性 扰动增长 材料强度 致稳

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R-T不稳定性发展的二维和三维对比研究

3

作者 徐立 孙锦山 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期180-186,共7页

应用摄动方法研究不同密度流体交界面上的Rayleigh Taylor(R T)不稳定性问题 ,分别研究了二维 ( 2D)与三维 ( 3D)R T不稳定性的线性与非线性增长 ,并进行了对比。得出的结论为 :( 1 )三维不稳定性的线性增长比二维情况要快 ,且同维度上... 应用摄动方法研究不同密度流体交界面上的Rayleigh Taylor(R T)不稳定性问题 ,分别研究了二维 ( 2D)与三维 ( 3D)R T不稳定性的线性与非线性增长 ,并进行了对比。得出的结论为 :( 1 )三维不稳定性的线性增长比二维情况要快 ,且同维度上相同的初始扰动波长 ,其时间增长指数受另一维度上的初始波长影响。 ( 2 )R T不稳定性发展在考虑了非线性增长的影响之后 。 展开更多

关键词 R-T不稳定性 奇异摄动法 非线性 流体力学 界面扰动 二维扰动增长 三维扰动增长 对比研究

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普朗特数对对流斑图的分区和扰动成长模式的影响 被引量：1

4

作者 宁利中 张珂 +2 位作者 宁碧波 胡彪 田伟利 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2019年第3期377-383,共7页

该文采用二维流体力学基本方程组对普朗特数Pr(28)0.72流体对流进行数值模拟。取相对瑞利数r(28)4时,随着水平来流雷诺数的逐渐增大可获得行波、局部行波和水平流三种斑图。分析Pr(28)0.72流体的斑图分区情况,可以得出在水平来流雷诺数... 该文采用二维流体力学基本方程组对普朗特数Pr(28)0.72流体对流进行数值模拟。取相对瑞利数r(28)4时,随着水平来流雷诺数的逐渐增大可获得行波、局部行波和水平流三种斑图。分析Pr(28)0.72流体的斑图分区情况,可以得出在水平来流雷诺数和相对瑞利数构成的平面上,他们都被水平来流上下临界雷诺数Re_u和Re_l划分为行波区间、局部行波区间和水平流区间;同时对三种流体的水平来流上下临界雷诺数Re_u和Re_l随相对瑞利数r的变化情况进行了观察,可发现他们都是随r的增大而增大的。在相对瑞利数r(28)3 8、和13时,研究普朗特数Pr对水平来流上下临界雷诺数Re_u和Re_l的影响,可知Re_u和Re_l随Pr增大而减小;且介于Re_u和Re_l之间的局部行波的范围随Pr增大而减小。对普朗特数Pr(28)6.99、0.72和0.0272的行波斑图及局部行波斑图的成长过程进行研究,发现了两种扰动成长模式,其中Pr(28)6.99流体的扰动是从腔体中部开始成长的;Pr(28)0.72和0.0272两种流体的扰动是从腔体右端区域内开始成长。 展开更多

关键词 普朗特数 对流斑图 分区 扰动成长

原文传递

金属材料微扰动增长问题的数值模拟研究 被引量：1

5

作者 潘昊 吴子辉 +1 位作者 胡晓棉 杨堃 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期778-784,共7页

金属材料微扰动增长过程包含了材料大变形、高压及高应变率加载等复杂材料动态响应过程。改进了黎曼解光滑粒子法,并采用改进的光滑粒子法结合有限元方法,对不同初始扰动的增长过程进行了数值模拟,计算结果与实验结果符合较好。计算结... 金属材料微扰动增长过程包含了材料大变形、高压及高应变率加载等复杂材料动态响应过程。改进了黎曼解光滑粒子法,并采用改进的光滑粒子法结合有限元方法,对不同初始扰动的增长过程进行了数值模拟,计算结果与实验结果符合较好。计算结果表明,在不同初始扰动下,扰动侧部变形的应变率存在明显差异,并且扰动增长过程受屈服强度的影响较大。该方法可以作为研究金属材料微扰动增长过程的数值方法之一。 展开更多

关键词 微扰动 动态本构关系 数值模拟 光滑粒子方法

原文传递

高纯铜界面Rayleigh-Taylor不稳定性扰动增长的数值模拟

6

作者 李碧勇 彭建祥 +2 位作者 谷岩 尹晓春 贺红亮 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1809-1816,共8页

为深入认识高压高应变率加载条件下影响金属界面Rayleigh-Taylor不稳定性扰动增长的相关因素及物理规律,以高纯铜为例开展金属界面扰动增长行为的数值模拟研究。基于有限差分程序AUTODYN建立爆轰加载下金属界面扰动增长的二维数值计算模... 为深入认识高压高应变率加载条件下影响金属界面Rayleigh-Taylor不稳定性扰动增长的相关因素及物理规律,以高纯铜为例开展金属界面扰动增长行为的数值模拟研究。基于有限差分程序AUTODYN建立爆轰加载下金属界面扰动增长的二维数值计算模型,重点分析界面初始扰动特征和材料强度特性对界面扰动增长行为的影响。相关数值模拟结果表明:高纯铜界面Rayleigh-Taylor不稳定性扰动增长与界面扰动的初始幅值和初始波长均密切相关,并存在一个临界幅值:在初始幅值小于临界幅值情况下,界面扰动的增长随初始波长增加而增大,最终趋于一个稳定值;当初始幅值大于临界幅值时,界面扰动的增长情况则相反。样品初始厚度对扰动幅值发展也起到重要作用,并存在一个临界厚度:在扰动增长初期,扰动幅值增长和纯流体模型的计算结果相似,几乎与材料强度无关;在扰动发展后期,材料屈服强度越大,相应地扰动幅值增长就越小。相比较而言,剪切模量对扰动幅值增长过程的影响可以忽略。 展开更多

关键词 高纯铜界面 RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性 扰动增长 初始扰动特征 材料强度 数值模拟

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爆轰加载下高纯铜界面Rayleigh-Taylor不稳定性实验研究

7

作者 李碧勇 彭建祥 +1 位作者 谷岩 贺红亮 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期191-196,共6页

金属界面不稳定性是内爆物理压缩过程中关注的重要问题,与传统流体界面不稳定性具有显著区别.由于相关理论和实验诊断技术的限制,目前该问题的研究还明显不足.为加深对金属界面不稳定性扰动增长行为的认识,本文建立了爆轰加载下高纯铜界... 金属界面不稳定性是内爆物理压缩过程中关注的重要问题,与传统流体界面不稳定性具有显著区别.由于相关理论和实验诊断技术的限制,目前该问题的研究还明显不足.为加深对金属界面不稳定性扰动增长行为的认识,本文建立了爆轰加载下高纯铜界面Rayleigh-Taylor不稳定性研究的实验诊断技术和数据处理方法,得到了扰动发展早期不同时刻界面扰动增长的X光图像.实验结果分析表明:在爆轰产物的无冲击加载条件下扰动波长基本保持不变,而初始扰动幅值越大,界面扰动增长的趋势就越明显;同时随着样品前界面扰动的不断发展,在样品的后自由面也出现了与前界面初始相位相反的扰动特征,即样品前界面扰动为波谷的位置所对应的后界面先运动而逐渐演变为波峰,而前界面扰动为波峰的位置所对应的后界面则演变为波谷;在5.26μs时刻,界面扰动幅值增长为初始值的700%左右,应变率达到了约105/s.结合数值模拟研究表明:在此情况下常用的Steinberg-Cochran-Guinan模型在一定程度上低估了高纯铜材料强度的强化特性,无法准确地描述强度对界面扰动增长的制稳作用,从而导致数值模拟结果要大于实验测量结果. 展开更多

关键词 RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性 爆轰加载 扰动增长 X光照相

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爆轰加载下弹塑性固体Richtmyer-Meshkov流动的扰动增长规律

8

作者 殷建伟 潘昊 +2 位作者 吴子辉 郝鹏程 胡晓棉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期326-334,共9页

研究了冲击波加载弹塑性材料扰动自由面的动力学演化过程,分析了高能炸药爆轰驱动时初始扰动与材料性质对扰动增长的影响.研究结果表明:初始扰动的振幅与波长之比越高,扰动越易增长,强度越高的材料扰动增长幅度越小;扰动增长被抑制时,... 研究了冲击波加载弹塑性材料扰动自由面的动力学演化过程,分析了高能炸药爆轰驱动时初始扰动与材料性质对扰动增长的影响.研究结果表明:初始扰动的振幅与波长之比越高,扰动越易增长,强度越高的材料扰动增长幅度越小;扰动增长被抑制时,尖钉的最大振幅与增长速度无量纲数之间存在线性近似关系,进一步理论分析表明尖钉的振幅增长因子与加载压力、初始扰动形态和材料强度有关,该理论关系作为扰动增长规律的线性近似在一定范围内适用于多种金属材料. 展开更多

关键词 扰动增长 弹塑性固体 材料性质

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GRAPES区域集合预报模式的初值扰动增长特征 被引量：16

9

作者 王婧卓 陈静 +2 位作者 庄照荣 张涵斌 王静 《大气科学》 CSCD 北大核心 2018年第2期367-382,共16页

基于GRAPES-REPS(Global and Regional Assimilation and Prediction Enhanced System-Regional Ensemble Prediction System)区域集合预报模式和集合变换卡尔曼滤波(Ensemble Transform Kalman Filter,ETKF)初值扰动方法,对2015年6月1... 基于GRAPES-REPS(Global and Regional Assimilation and Prediction Enhanced System-Regional Ensemble Prediction System)区域集合预报模式和集合变换卡尔曼滤波(Ensemble Transform Kalman Filter,ETKF)初值扰动方法,对2015年6月1~15日10 km与15 km水平分辨率分别进行集合预报试验,通过分析ETKF初值扰动分量、初值扰动方差准确率、动能谱、扰动能量演变、日变化及集合离散度、均方根误差等特征,揭示GRAPES-REPS区域集合预报ETKF初值扰动结构及增长特征。结果表明:(1)ETKF初值扰动方案产生的扰动能够保持所有正交、不相关方向的误差方差,且ETKF分量α参数值及放大因子具有较好的稳定性。(2)ETKF初值扰动方法生成的扰动场以大尺度扰动为主,扰动结构及能量具有随流型依赖特征,低层以内能扰动为主,高层以动能扰动为主,且集合扰动可以有效捕捉预报误差的结构。(3)GRAPES区域集合预报初值扰动总能量和集合离散度随预报时效的延长均呈发展趋势,但离散度增长率小于均方根误差增长率,即集合预报总体存在集合离散度不足的问题。(4)水平分辨率提高可以增加中高层大尺度扰动波谱能量,明显改进等压面及近地面风场及温度场的集合预报效果。值得指出的是,GRAPES-REPS区域集合预报低层内能扰动能量存在明显的日变化特征,特别是青藏高原地区更加显著,需要进一步研究青藏高原初值扰动结构的合理性。 展开更多

关键词 区域集合预报 GRAPES 模式 初值扰动结构 扰动增长特征

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热非平衡效应下蒸发或冷凝剪切液膜流的非稳定性 被引量：3

10

作者 叶学民 王松岭 +1 位作者 李春曦 张润盘 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期75-80,共6页

热非平衡效应下的液体薄膜流在相变和剪切力耦合作用下,气液交界面处的边界条件更为复杂,在一定程度上影响着液膜流动的非稳定性。通过建立热非平衡效应和剪切力耦合作用的液膜流动控制模型,得到扰动增长率与热非平衡效应、相变强度、... 热非平衡效应下的液体薄膜流在相变和剪切力耦合作用下,气液交界面处的边界条件更为复杂,在一定程度上影响着液膜流动的非稳定性。通过建立热非平衡效应和剪切力耦合作用的液膜流动控制模型,得到扰动增长率与热非平衡效应、相变强度、剪切力、雷诺数和倾角间的理论表达式,探讨了不同因素对流动非稳定性的影响规律。研究表明,界面蒸发状态所引起的扰动将加剧流动非稳定性,而冷凝状态减缓其非稳定性;热非平衡效应及其相变强度的影响在小雷诺数下较为明显,随雷诺数增加,其影响逐渐减弱。扰动增长率随倾角呈单峰曲线变化,垂直液膜处于最不稳定状态,而水平流液膜最有利于减小流动的非稳定性;正向剪切力使表面波非稳定性增强,反向剪切力使其非稳定性减弱。 展开更多

关键词 液膜 热非平衡效应 剪切力 相变强度 扰动增长率

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二维剪切液膜流表面波的线性稳定性特征 被引量：1

11

作者 李春曦 王松岭 +1 位作者 叶学民 闫俊刚 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第5期41-45,49,共6页

当气液界面存在气流剪切作用时,将在不同程度上影响液膜流动的水动力学特征和流动稳定性。基于层流剪切液膜流动的稳态解,分析了切应力对液膜流动状态的影响。采用积分法,建立了沿倾斜壁面下降的二维剪切液膜流表面波扰动演化方程,模型... 当气液界面存在气流剪切作用时,将在不同程度上影响液膜流动的水动力学特征和流动稳定性。基于层流剪切液膜流动的稳态解,分析了切应力对液膜流动状态的影响。采用积分法,建立了沿倾斜壁面下降的二维剪切液膜流表面波扰动演化方程,模型中包含界面切应力、雷诺数、波数和倾角等参数的影响。研究表明:行波和惯性波的波速受均雷诺数和切应力的影响;同向切应力为不稳定性因素,逆向切应力的稳定性影响与雷诺数有关;同向切应力使临界雷诺数减小,逆向切应力使其增大,切应力对临界雷诺数的影响在不同倾角下也有所不同。 展开更多

关键词 波动液膜 切应力 扰动增长率 线性稳定性

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瑞利-泰勒不稳定性线性增长的密度梯度致稳

12

作者 薛创 范征锋 叶文华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期386-390,共5页

研究了密度梯度对瑞利-泰勒不稳定性的致稳作用,采用有限元算法求解钱得拉塞卡方程本征值问题,得到不同密度分布下理想不可压流体力学量的扰动线性增长率及扰动速度分布。扰动增长率结果与修正的Lindl公式的计算结果比较发现:扰动分布... 研究了密度梯度对瑞利-泰勒不稳定性的致稳作用,采用有限元算法求解钱得拉塞卡方程本征值问题,得到不同密度分布下理想不可压流体力学量的扰动线性增长率及扰动速度分布。扰动增长率结果与修正的Lindl公式的计算结果比较发现:扰动分布的峰值位于密度梯度标长的取值位置处,波长与密度标长可比拟时,扰动增长率显著偏离Lindl公式,而长波和短波极限情况下,数值解和Lindl公式符合较好。 展开更多

关键词 密度梯度致稳 钱得拉塞卡方程 Lindl公式 有限元算法 扰动增长率

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正压大气有利发展扰动型与遥相关型的建立

13

作者 李志锦 纪立人 《大气科学》 CSCD 北大核心 1995年第3期277-288,共12页

本文讨论了夏季纬向不对称气候平均流下通过正压大气内部动力过程建立遥相关型的问题。首先详细描述和讨论了有利发展扰动型的概念及其计算方法。作为对比，对正规模不稳定进行了分析。结果表明，正规模的不稳定增长率很小，难以用于解... 本文讨论了夏季纬向不对称气候平均流下通过正压大气内部动力过程建立遥相关型的问题。首先详细描述和讨论了有利发展扰动型的概念及其计算方法。作为对比，对正规模不稳定进行了分析。结果表明，正规模的不稳定增长率很小，难以用于解释遥相关型的发展。而有利发展扰动型的计算分析表明，最有利发展的那些扰动型的振幅增长率同实际大气遥相关型的增长率相一致，并且这些有利发展扰动型都将演变为同实际大气相一致的遥相关型结构．从而提出了，至少部分实际大气遥相关型可以不依赖于异常外源强迫，而仅依赖于大气内部的正压过程即能量转换过程而建立起来。 展开更多

关键词 正压大气 遥相关型 有利发展扰动 大气

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