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冲击加载下V形界面的失稳与湍流混合

李俊涛 孙宇涛 潘建华 任玉新

冲击加载下V形界面的失稳与湍流混合

李俊涛, 孙宇涛, 潘建华, 任玉新
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  • 采用多组分混合物质量分数模型和最小色散可控耗散格式的高分辨率有限体积方法,数值模拟了弱激波冲击不同角度的V形空气/SF6界面的Richtmyer-Meshkov不稳定性问题.激波冲击界面后,在界面附近沉积涡量,形成沿界面规则排列的旋涡结构,同时界面扰动发展形成气泡和尖钉结构.本文统计了界面左端移动速度和界面混合宽度增长率等特征量的演化规律,并与已有的实验结果进行了对比,两者符合较好.讨论了物质界面处的流体向湍流混合发展的过程,随着界面旋涡结构的演化,涡结构之间开始发生相互诱导、并对等现象,并逐渐聚集在几个区域,而多尺度结构也因旋涡的诱导作用在这些区域中产生.通过对由雷诺数定义的惯性尺度进行分析,发现了具有上下边界的惯性尺度区域的形成,对动能能谱的分析发现了-5/3对数率的出现,这同样说明了惯性尺度区域的形成.由于湍流混合转捩与惯性尺度区域的形成是一致的,界面附近流场将发展为湍流.
      通信作者: 孙宇涛, sun.yu.tao@qq.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:U1430235)资助的课题.
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    Zhou Y, Remington B A, Robey H F, Cook A W, Glendinning S G, Dimits A, Cabot W 2003 Phys. Plasmas 10 1883

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    Zhou Y, Remington B A, Robey H F, Cook A W, Glendinning S G, Dimits A, Cabot W 2003 Phys. Plasmas 10 1883

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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-19
  • 修回日期:  2016-08-19
  • 刊出日期:  2016-12-05

冲击加载下V形界面的失稳与湍流混合

  • 1. 中国工程物理研究院研究生院, 北京 100088;
  • 2. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094;
  • 3. 清华大学航天航空学院, 北京 100084
  • 通信作者: 孙宇涛, sun.yu.tao@qq.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:U1430235)资助的课题.

摘要: 采用多组分混合物质量分数模型和最小色散可控耗散格式的高分辨率有限体积方法,数值模拟了弱激波冲击不同角度的V形空气/SF6界面的Richtmyer-Meshkov不稳定性问题.激波冲击界面后,在界面附近沉积涡量,形成沿界面规则排列的旋涡结构,同时界面扰动发展形成气泡和尖钉结构.本文统计了界面左端移动速度和界面混合宽度增长率等特征量的演化规律,并与已有的实验结果进行了对比,两者符合较好.讨论了物质界面处的流体向湍流混合发展的过程,随着界面旋涡结构的演化,涡结构之间开始发生相互诱导、并对等现象,并逐渐聚集在几个区域,而多尺度结构也因旋涡的诱导作用在这些区域中产生.通过对由雷诺数定义的惯性尺度进行分析,发现了具有上下边界的惯性尺度区域的形成,对动能能谱的分析发现了-5/3对数率的出现,这同样说明了惯性尺度区域的形成.由于湍流混合转捩与惯性尺度区域的形成是一致的,界面附近流场将发展为湍流.

English Abstract

参考文献 (19)

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