匯聚激波作用下界面RM不穩(wěn)定性的數(shù)值研究.pdf

1、Richtmyer-Meshkov不穩(wěn)定性(RMI)是三種典型的界面不穩(wěn)定性之一，具體是指兩側(cè)具有不同物理參數(shù)且具有初始擾動(dòng)的流體分界面受到?jīng)_擊加速后，界面上的擾動(dòng)不斷增長(zhǎng)，經(jīng)歷了線性增長(zhǎng)和非線性增長(zhǎng)階段，最終引起不同流體之間的湍流混合的現(xiàn)象。RMI在慣性約束核聚變、超燃、可壓縮湍流等領(lǐng)域具有重要的研究意義，因此近幾十年來(lái)各國(guó)學(xué)者對(duì)RMI問(wèn)題開(kāi)展了大量研究。特別的，匯聚激波沖擊下的RMI問(wèn)題在工程和學(xué)術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，相關(guān)研究也逐漸

2、開(kāi)始受到重視。本文利用數(shù)值方法研究了匯聚激波沖擊下的RMI問(wèn)題。
　　本文采用VAS2D程序進(jìn)行數(shù)值研究。該程序基于有限體積方法進(jìn)行空間離散，采用MUSCL-Hancock方法達(dá)到時(shí)間和空間上的二階精度，并利用網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)以達(dá)到更高的計(jì)算精度和更低的計(jì)算消耗。
　　多邊形界面生成方法中，尖點(diǎn)需要進(jìn)行近似處理。定量的數(shù)值研究表明，這種近似處理下，界面形狀的演化與理想矩形界面定性一致，主要渦對(duì)的尺寸差別在百分之五以下，相比實(shí)際

3、實(shí)驗(yàn)中其他影響因素可忽略。流場(chǎng)環(huán)量變化與理想矩形界面相比差距更小，在百分之三以下，因此這種近似處理方法是可靠的。
　　匯聚激波與平面激波沖擊下的重氣柱界面演化規(guī)律具有很大差異，演化中期平面激波沖擊下的重氣柱界面右端較為圓滑，而匯聚激波沖擊下的重氣柱界面右端則非常尖銳。在壁面反射波的作用下，匯聚激波掃過(guò)后的重氣柱界面要略微慢于平面激波掃過(guò)的重氣柱界面，更大的匯聚角度下則更慢。相比平面激波條件，匯聚激波使得重氣柱界面的高度較小而軸向?qū)?/p>