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1.
反射激波冲击重气柱的RM不稳定性数值研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
数值研究了二维气柱在入射激波以及反射激波作用下的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性发展规律,采用有限体积法结合网格自适应技术的VAS2D程序,精确刻画激波和界面的演化.入射平面激波的马赫数为1.2,气柱界面内气体为六氟化硫(SF6),环境气体为空气,激波管的尾端为固壁.通过改变气柱与尾端之间的距离调节反射激波再次作用已经变形的气柱的时间,获得不同时刻下已经变形的气柱形态、界面尺寸以及环量演化受到反射激波的影响.结果表明,反射激波再次作用气柱时,气柱所处发展阶段不同,界面演化规律以及环量随时间的变化也不相同,反射激波与气柱相互作用过程中的涡量产生和分布与无反射情况差异较大,揭示了不同情况下界面演化的物理机理.  相似文献
2.
施红辉  卓启威 《力学学报》2007,39(3):417-421
使用矩形激波管,在马赫数分别为M=1.5和1.7的条件下实验研究了气/液界面上(即Atwood数A接近1时)由Richtmyer-Meshkov不稳定性引起的流体混合现象.得到了气/液界面上Richtmyer-Meshkov不稳定性后期流体混合区域宽度随时间的发展呈现出线性关系的结果,即h∝t.比较了不同马赫数和初始扰动下的发展情况,发现当马赫数增加时,同一时间混合区域宽度随之增加,混合区域宽度增长变快;而相比于波长差别不大的弱多模态初始扰动(无人为干扰界面),当界面初始扰动获得随机外界干扰时,界面混合区域具有较大的宽度以及增长速度.并且增加激波马赫数和初始扰动多模态性,流体混合程度更为剧烈.  相似文献
3.
采用基于有限体积法的二阶Godunov格式模拟了柱形密度交界面在同轴激波加速下的演化过程。得到了以下初步结果:在参数相同的情形下,内聚激波比中心爆炸波对界面的扰动更危险;内聚激波从轻质流体进入重质流体与从重质流体进入轻质流体相比,界面有更快的增长。周向波数大小对界面增长率有很大的影响,在计算的参数下,n=8~12有最大增长率,大于和小于这个范围的周向波长,增长率均明显减弱。  相似文献
4.
In this paper, a numerical method with high order accuracy and high resolution was developed to simulate the Richtmyer-Meshkov(RM) instability driven by cylindrical shock waves. Compressible Euler equations in cylindrical coordinate were adopted for the cylindrical geometry and a third order accurate group control scheme was adopted to discretize the equations. Moreover, an adaptive grid technique was developed to refine the grid near the moving interface to improve the resolution of numerical solutions. The results of simulation exhibited the evolution process of RM instability, and the effect of Atwood number was studied. The larger the absolute value of Atwood number, the larger the perturbation amplitude. The nonlinear effect manifests more evidently in cylindrical geometry. The shock reflected from the pole center accelerates the interface for the second time, considerably complicating the interface evolution process, and such phenomena of reshock and secondary shock were studied. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (10176033, 10135010 and 90205025). The English text was polished by Yunming Chen.  相似文献
5.
采用浮阻力模型对激波管低压缩和激光加载高压缩情况下的Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导混合现象进行了研究.通过与实验和理论分析结果进行比较发现:为了达到好的吻合,Richtmyer-Meshkov不稳定性情况下阻力系数的取值范围(2.0~5.36)比Rayleigh-Taylor不稳定性情况下的值(3.3~4.0)宽得多;而在Richtmyer-Meshkov不稳定性情况下,高压缩时阻力系数的不确定度(约为3.36)明显高于低压缩时的值(约为1.46),模型的进一步完善还有待于更精确实验的验证.研究显示:指数律经验公式中指数随工况的不同而显著变化,目前工程设计中采用指数律经验公式是粗糙的.  相似文献
6.
基于大涡模拟方法,结合高阶混合格式,对高压重质的SF6球形气云在空气中爆炸进行了模拟。数值模拟表明,爆炸产生的激波经过气体分界面时分为透射激波以及反射稀疏波,透射激波导致气体分界面处Richtmyer-Meshkov失稳增强,从而加速了2种气体的混合,而反射的稀疏波经过汇聚,在球心处形成二次激波,在该强激波作用下,流场区域基本呈现湍流形态。  相似文献
7.
发展了考虑密度脉动和各向异性湍流的二阶矩模型,强调了涉及湍流能量产生项的关联。采用该模型对Poggi等的激波管实验进行了模拟。通过与实验结果的比较分析,验证了采用的模型封闭、模型常数、数值算法和程序实现是合适的。在此基础上,进一步探讨了冲击马赫数和Atwood数对混合的影响。  相似文献
8.
采用高速纹影法实验研究了柱形汇聚激波与球形重气体界面相互作用的Richtmyer-Meshkov不稳定性问题.激波管实验段基于激波动力学理论设计,将马赫数为1.2的平面激波转化为柱形汇聚激波,气体界面由肥皂膜分隔六氟化硫(内)和空气(外)得到.采用高速摄影机在单次实验中拍摄激波运动的全过程,对柱形激波的形成进行了实验验证,并进一步观测了汇聚激波与球形气体界面相互作用过程中的波系发展和气体界面变形以及反射激波同已变形界面二次作用的流场演化.结果表明:当柱形汇聚激波穿过气泡界面以后,气泡左侧界面极点沿激波传播方向保持匀速运动,气泡右侧界面发展成为射流结构,气泡主体发展成为涡环结构;在反射激波的二次作用下,流场中无序运动显著增强并很快进入湍流混合阶段.  相似文献
9.
利用激波管装置及马赫数为1.27的弱入射激波实验研究了SF6非均匀流场的R-M不稳定性。Air/SF6初始正弦界面由厚度为0.5μm的薄膜相隔得到,由阴影方法记录界面演化过程。实验结果表明:由于不稳定性,重流体(SF6)向轻流体(Air)演化成"尖钉"结构,而轻流体演化为"气泡"结构;由于界面切向速度差的Kelvin-Helmholtz不稳定性,"尖钉"头部翻转成蘑菇头形状;由于流场密度分布不均,低密度区流场扰动增长较快,扰动振幅发展的实验结果与PPM数值计算的结果较吻合。  相似文献
10.
采用VOF(Volume of Fluid)方法和PPM(Piecewise Parabolic Method)方法,发展了可用于可压缩多介质粘性流体动力学问题的数值模拟方法MVPPM(Multi-Viscous-Fluid Piecewise Parabolic Method)。利用MVPPM对多个具有不同初始扰动振幅的二维和三维单模态RM(Richtmyer-Meshkov)不稳定性模型进行了数值计算,并与理论模型的计算结果进行了比较。结果表明,无论二维还是三维情况,当初始扰动振幅相对于波长较小的时候,计算的扰动振幅和增长率与理论模型的计算结果一致。当初始扰动波长不变而振幅逐渐增大时,界面振幅和增长率也逐渐增大。对于具有相同初始扰动的情况,三维计算结果在线性段与二维计算结果相同,但是在非线性段比二维结果大,说明非线性和三维效应在RM不稳定性发展过程中起着重要作用。  相似文献
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