重/轻单模界面的Richtmyer-Meshkov不稳定性研究

作者：马迪,丁举春,罗喜胜

摘要：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.

发文机构：中国科学技术大学近代力学系

关键词：RICHTMYER-MESHKOV不稳定性反相界面分层Richtmyer-Meshkov(RM)instabilityphase reversalinterface stratification

分类号： O354.5[理学—流体力学]