基于FTM方法的二维Kelvin-Helmholtz不稳定性数值模拟 |
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引用本文: | 尚文强,张莹,陈昭奇,袁志平,董博恒.基于FTM方法的二维Kelvin-Helmholtz不稳定性数值模拟[J].计算力学学报,2018(4). |
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作者姓名: | 尚文强 张莹 陈昭奇 袁志平 董博恒 |
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作者单位: | 南昌大学机电工程学院 |
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摘 要: | 使用界面跟踪法FTM(Front Tracking Method)对二维不混溶、不可压缩流体的K-H(Kelvin-Helmholtz)不稳定性进行数值模拟。研究表明,速度梯度层越厚,界面在水平分量中移动越快,卷起越少;初始水平速度差越大,界面卷起越多,内扰动增长速度越快,K-H不稳定性的特征形式更加明显;此外,在Neumann边界条件(即无滑移边界条件)下界面的扰动发展得比Dirichlet边界条件(即对称边界条件)下的扰动快。由于Dirichlet边界中的边界层,在开始时刻涡量扩展到两侧,影响了K-H不稳定性的生长速率;而在Neumann边界条件下涡量由于初始水平速度差,在界面中心聚集。最后,研究了不同边界条件下各种理查德森数对K-H不稳定性的影响。
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