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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
流体界面不稳定性数值模拟中不同介质界面的处理方法   总被引:2,自引:0,他引:2  
在界面不稳定性数值模拟中,以往的方法^〔1,4-8〕局限于密度不同的单种介质或绝热指数相同的两种介质问题,在计算绝热指数不同介质间的扰动时,界面上强制加入接触间断边界条件,从而避免了界面上数的非物理振荡,用三维程序TVD/AC对两种不同介质,在单波扰动下Rayleigh-Taylor不稳定性的发展进行了计算,得到了扰动随时间发展的图像。  相似文献   

2.
针对液滴破碎问题,获得并揭示两相界面演化特征机理.采用数值模拟方法,观察了超声速条件下的液滴气动破碎初期的界面不稳定性.基于数值模拟结果和线性稳定性理论,综合分析表明,Rayleigh-Taylor不稳定性和Kelvin-Helmholtz不稳定性均对源于驻点和外环之间中段附近处的主导扰动产生作用.保持其他流动特性不变,降低K-H不稳定性的影响,对数值模拟进行了专门改进,进一步验证了前述结论.   相似文献   

3.
柱几何Rayleigh-Taylor不稳定性的数值模拟   总被引:3,自引:2,他引:1       下载免费PDF全文
 给出了柱几何中流体力学方程组及其在数值模拟中采用的计算方法。对二维柱几何Rayleigh-Taylor不稳定性进行数值模拟,在线性阶段与线性理论符合得很好;不稳定性增长进入非线性区域的阈值依赖于界面的位置,并且明显不同于平面情况。  相似文献   

4.
可压缩多介质流体数值模拟中的Level-Set间断跟踪方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
张学莹  赵宁  王春武 《计算物理》2006,23(5):518-524
针对可压缩多介质流体的数值模拟,发展了一种Level-Set间断追踪技术,用LS(Level-Set)函数追踪激波和捕捉界面,用Riemann问题解构造带状区域内的虚拟流体状态,对物理量的外推方法、间断附近虚拟流体的构造、间断推进速度的计算等问题进行了研究.最后对可压缩多介质流体一维和二维守恒律方程组进行数值模拟,数值计算采用通量重构的高精度WENO格式,计算结果令人满意.  相似文献   

5.
间断有限元方法在弹尾超音速喷流计算中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用间断有限元方法对超音速无粘喷流流动进行数值模拟.将二维双曲守恒方程的间断有限元方法发展到轴对称Euler方程,并就某导弹尾部超音速伴随射流进行数值计算.计算结果与实验照片反映的流动特征吻合较好,与高精度、高分辨率TVD格式的计算结果相比,间断有限元方法的计算结果在轴线反射点附近具有较高的分辨率,表明该方法对激波具有较强的捕捉能力,在激波阵面上不会产生振荡或抹平间断现象.  相似文献   

6.
建立了研究炸药爆轰驱动条件下金属材料Rayleigh-Taylor不稳定性问题的实验技术和数值模拟方法。利用该实验技术和数值模拟方法研究了炸药爆轰驱动条件下,铝飞层界面Rayleigh-Taylor不稳定性增长规律,数值模拟显示界面扰动振幅以指数规律增长。数值模拟结果和实验定性相符,但是定量相比有较大差别,原因是高压高应变率加载条件下铝的强度增强,而数值模拟时所采用的SG本构模型在这样的加载条件下低估了铝的强度而导致对扰动增长致稳作用不足。然后在数值模拟中,通过改变材料的初始剪切模量和初始屈服强度,发现在一定范围内,初始剪切模量对材料动态屈服强度没有影响,而初始屈服强度增大可以明显提高材料的动态屈服强度,达到抑制扰动增长的目的,表明材料屈服强度主导界面扰动增长。  相似文献   

7.
可压流体Rayleigh-Taylor不稳定性的离散Boltzmann模拟   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
使用离散Boltzmann模型模拟了可压流体系统中多模初始情况下的Rayleigh-Taylor不稳定性.该离散Boltzmann模型等效于一个Navier-Stokes模型外加一个关于热动非平衡行为的粗粒化模型.通过模拟Riemann问题:Sod激波管、冲击波碰撞和热Couette流问题验证模型的有效性,所得数值结果与解析解一致.利用该模型对界面间断随机多模初始扰动的可压Rayleigh-Taylor不稳定性进行数值模拟研究,得到不稳定性界面演化过程的基本图像.由于黏性和热传导共同作用,一开始扰动界面被"抹平",演化较慢;随着模式互相耦合而减少,演化开始加速,并经历非线性小扰动阶段和不规则非线性阶段,而后发展成典型的"蘑菇状",后期进入湍流混合阶段.由于扰动模式的耦合与发展,轻重流体的重力势能、压缩能与动能相互转化,系统先是趋于热动平衡态,而后偏离热动平衡态以线性形式增长,接着再次趋于热动平衡态,最后慢慢远离热动平衡态.  相似文献   

8.
张钧  赖东显  张维岩 《计算物理》1998,15(4):483-488
首先对惯性约束聚变(ICF)遇到的流体力学界面不稳定性作了简要的分析;其次讨论了Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性在ICF中所起的作用;第三,根据一维数值计算结果,按照考虑密度梯度和烧蚀致稳的RT不稳定性增长的定标规律对不稳定性增长作了估计。最后在计算结果的讨论中,对有关实验测量提出某些倾向性的建议。  相似文献   

9.
根据两介质五方程简化模型的基本假设,发展了适用于任意多种介质的体积分数方程。为了捕捉多介质界面,将HLLC-HLLCM混合型数值通量的计算格式推广应用于二维平面和柱几何的多介质复杂流动问题,在高阶精度的数据重构过程中采用斜率修正型人工压缩方法ACM。通过一维、二维多介质黎曼问题算例测试,结果表明:发展的计算格式能够较好地分辨接触间断和激波,间断附近物理量无振荡;对于添加了初始扰动的激波问题,能够有效抑制激波数值不稳定性;使用二维柱球SOD问题和接触间断型黎曼问题检验计算格式对多介质复杂流动问题的适应性。  相似文献   

10.
Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性现象是一种复杂的两相流动问题,对两相界面动力学和计算流体力学提出了很大挑战。本文发展了一种相场格子Boltzmann方法,并对RT不稳定性现象进行了数值模拟,重点分析了黏度和界面张力对两相失稳过程的影响。结果表明:黏度的增加会减慢RT现象的演化过程,降低所形成的涡结构的数目;界面张力会抑制RT现象的发展,本文所获得的临界韦伯数为17,当韦伯数小于临界值时,界面张力与重力的作用相抵消,重相流体不发生下沉,两相界面趋于稳定;反之,两相界面发生失稳。研究工作有助于加深对RT不稳定性现象的认识。  相似文献   

11.
基于粒子有限元方法(particle finite element method,PFEM),利用细分混合单元的界面识别思想,模拟种类任意多的不可压多介质流问题.对分步算法采用基于有限增量微积分理论的稳定措施,以适应流体特性差异;将混合单元细分为代表单一流体的小单元,进而得到流体间的边界;通过加密边界、控制粒子速度、自动检查穿透来防止粒子穿透外部边界.瑞利-泰勒不稳定性和水柱在空气中倒塌的模拟与已有结果的对比验证了PFEM及界面识别方法的可靠性和准确性.七种流体混合的模拟结果表明PFEM可有效处理任意多种类不相溶流体的混合流动问题.  相似文献   

12.
A computational simulation is conducted to investigate the influence of Rayleigh-Taylor instability on liquid propellant reorientation flow dynamics for the tank of CZ-3A launch vehicle series fuel tanks in a low-gravity environment. The volume-of-fluid (VOF) method is used to simulate the free surface flow of gas-liquid. The process of the liquid propellant reorientation started from initially flat and curved interfaces are numerically studied. These two different initial conditions of the gas-liquid interface result in two modes of liquid flow. It is found that the Rayleigh Taylor instability can be reduced evidently at the initial gas-liquid interface with a high curve during the process of liquid reorientation in a low-gravity environment.  相似文献   

13.
郭宏宇  王立锋  叶文华  吴俊峰  张维岩 《中国物理 B》2017,26(12):125202-125202
Rayleigh-Taylor instability of three fluid layers with two interfaces in cylindrical geometry is investigated analytically.The growth rates and the amplitudes of perturbation on the two interfaces are obtained. The feedback factor from outer to inner interface is larger than that from inner to outer interface under the same conditions. The growth rate on the initially unstable interface is larger than the corresponding result in planar geometry for low mode perturbation. The two interfaces are decoupled for a larger mode number perturbation. The dependencies of the amplitudes of perturbation on different initial conditions are analyzed. The negative feedback effect from initially stable interface to another unstable interface is observed. In the limit of infinity inner radius and finite shell thickness, the results in planar geometry are recovered.  相似文献   

14.
瑞利-泰勒不稳定问题的光滑粒子法模拟研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
杨秀峰  刘谋斌 《物理学报》2017,66(16):164701-164701
提出了一种适用于模拟多相流的光滑粒子法,该方法对密度方程在交界面处的离散格式进行了修正以适应多相流所涉及的大密度比问题,在不同相粒子之间施加了很小的排斥力以防止粒子穿透交界面,并采用了最新发展的双曲型光滑函数以消除应力不稳定问题.应用该多相流光滑粒子法模拟研究了单模态和多模态瑞利-泰勒不稳定问题.通过与文献中结果的对比研究表明:在模拟瑞利-泰勒不稳定问题时,本文方法的结果明显优于文献中的大部分光滑粒子法模拟结果,与Grenier等(2009 J.Comput.Phys.228 8380)的结果相当,但本文方法比Grenier等的方法简单方便.对于单模态瑞利-泰勒不稳定问题,研究了交界面的形态,涡结构的演化过程以及贯穿深度随时间的变化关系.对于多模态瑞利-泰勒不稳定问题,研究了交界面演化过程中小尺度结构合并成大尺度结构的过程,水平方向的平均密度随高度的变化关系,以及贯穿深度随时间的变化关系.  相似文献   

15.
1 IntroductionZ-pinch imploding plasma thin shells formed bygas puffs,cylindrical foils,and wire arrays can radiatehundreds of kilojoules of soft X-rays.They are highefficient and compact devices which have wideapplied prospects,specially,as intense X-ray…  相似文献   

16.
This paper concerns the dynamics of two layers of compressible, barotropic, viscous fluid lying atop one another. The lower fluid is bounded below by a rigid bottom, and the upper fluid is bounded above by a trivial fluid of constant pressure. This is a free boundary problem: the interfaces between the fluids and above the upper fluid are free to move. The fluids are acted on by gravity in the bulk, and at the free interfaces we consider both the case of surface tension and the case of no surface forces. We establish a sharp nonlinear global-in-time stability criterion and give the explicit decay rates to the equilibrium. When the upper fluid is heavier than the lower fluid along the equilibrium interface, we characterize the set of surface tension values in which the equilibrium is nonlinearly stable. Remarkably, this set is non-empty, i.e., sufficiently large surface tension can prevent the onset of the Rayleigh-Taylor instability. When the lower fluid is heavier than the upper fluid, we show that the equilibrium is stable for all non-negative surface tensions and we establish the zero surface tension limit.  相似文献   

17.
发展了一个不相混两相流体的格子玻耳兹曼模型,模拟瑞利-泰勒不稳定性.模型使用正方格阵并引入了一外力.数值模拟得到了界面扰动的线性和非线性发展图象,并与实验和其它方法的结果进行了比较 关键词:  相似文献   

18.
A front-tracking/ghost-fluid method is introduced for simulations of fluid interfaces in compressible flows. The new method captures fluid interfaces using explicit front-tracking and defines interface conditions with the ghost-fluid method. Several examples of multiphase flow simulations, including a shock–bubble interaction, the Richtmyer–Meshkov instability, the Rayleigh–Taylor instability, the collapse of an air bubble in water and the breakup of a water drop in air, using the Euler or the Navier–Stokes equations, are performed in order to demonstrate the accuracy and capability of the new method. The computational results are compared with experiments and earlier computational studies. The results show that the new method can simulate interface dynamics accurately, including the effect of surface tension. Results for compressible gas–water systems show that the new method can be used for simulations of fluid interface with large density differences.  相似文献   

19.
The authors,using elastic-plastic hydrodynamic code,present the Rayleigh-Taylor (RT) instability of Al plates driven by high-explosive detonation. Our numerical study assumes the material is fluid,or it is an elastic-plastic solid,and we compare the results of these simulations with the experimental data. For the numerical simulation of Rayleigh-Taylor instability of the metal driven by high-explosive detonation,the elastic-plastic effect must be assumed. The result of the simulation is different from the e...  相似文献   

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