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非理想流体中Rayleigh-Taylor和Richtmyer-Meshkov不稳定性气泡速度研究

霍新贺 王立锋 陶烨晟 李英骏

非理想流体中Rayleigh-Taylor和Richtmyer-Meshkov不稳定性气泡速度研究

霍新贺, 王立锋, 陶烨晟, 李英骏
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  • 在随气泡顶端运动的坐标系中, 通过将理想流体模型推广到非理想流体的情况, 研究了流体黏性和表面张力对Rayleigh-Taylor (RT)和Richtmyer-Meshkov (RM)不稳定性气泡速度的影响. 首先得到了RT和RM不稳定性气泡运动的控制方程 (自洽的微分方程组); 其次给出了二维平面坐标和三维柱坐标中气泡速度的数值解和渐近解, 并定量分析了流体黏性和表面张力对RT和RM气泡速度和振幅的影响. 结果表明: 从线性阶段到非线性阶段的全过程中, 非理想流体中的气泡速度和振幅小于理想流体中的气泡速度和振幅. 也就是说, 流体黏性和表面张力对RT和RM不稳定性的发展都具有致稳作用.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11074300, 11274026, 11275031)和 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2013CBA01504)资助的课题.
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    Sohn S I 2009 Phys. Rev. E 80 055302(R)

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    Oron D, Arazi L, Kartoon D, Rikanati A, Alon U, Shrarts D 2001 Phys. Plasmas 8 2883

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    Tao Y S, Wang L F, Ye W H, Zhang G C, Zhang J C, Li Y J 2012 Acta Phys. Sin. 61 075207 (in Chinese) [陶烨晟, 王立锋, 叶文华, 张广财, 张建成, 李英骏 2012 物理学报 61 075207]

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-04
  • 修回日期:  2013-03-25
  • 刊出日期:  2013-07-05

非理想流体中Rayleigh-Taylor和Richtmyer-Meshkov不稳定性气泡速度研究

  • 1. 中国矿业大学, 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室, 北京 100083;
  • 2. 北京大学应用物理与技术研究中心, 高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室, 北京 100871
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11074300, 11274026, 11275031)和 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2013CBA01504)资助的课题.

摘要: 在随气泡顶端运动的坐标系中, 通过将理想流体模型推广到非理想流体的情况, 研究了流体黏性和表面张力对Rayleigh-Taylor (RT)和Richtmyer-Meshkov (RM)不稳定性气泡速度的影响. 首先得到了RT和RM不稳定性气泡运动的控制方程 (自洽的微分方程组); 其次给出了二维平面坐标和三维柱坐标中气泡速度的数值解和渐近解, 并定量分析了流体黏性和表面张力对RT和RM气泡速度和振幅的影响. 结果表明: 从线性阶段到非线性阶段的全过程中, 非理想流体中的气泡速度和振幅小于理想流体中的气泡速度和振幅. 也就是说, 流体黏性和表面张力对RT和RM不稳定性的发展都具有致稳作用.

English Abstract

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