等温分层强度对单模可压缩瑞利-泰勒不稳定性涡量动力学的影响

采用基于小波的二维全可压缩直接数值模拟，研究了等温分层强度对单模瑞利-泰勒不稳定性（RTI）涡量动力学的影响。模拟针对四种不同分层强度（对应马赫数从0.3（弱分层）到1.2（强分层））以及三种不同扰动雷诺数（从5000到20000）建模了低阿特伍德数（$A=0.04$）RTI的发展。所有模拟均使用自适应基于小波的网格加密，以较低计算成本实现非常精细的空间分辨率。对于所有分层，气泡和尖峰均经历指数增长阶段，随后RTI演化减缓。对于最弱分层，该减缓之后出现再加速，而对于较强分层，RTI增长的抑制持续存在。弱分层下观察到气泡与尖峰的不对称性，且随着分层强度增加，气泡与尖峰增长率变得日益相似。在所研究的情况范围内，雷诺数对气泡和尖峰高度的影响相对较小，尽管随着雷诺数增加，二次涡的形成变得更加显著。通过考察涡量输运方程对底层动力学进行了详细分析，揭示出不可压缩斜压性驱动了小和中等分层下的RTI增长，但在较强分层下日益导致涡量产生与RTI增长的抑制。这些斜压性的变化被用于解释强分层下RTI增长的抑制，以及弱分层下气泡与尖峰增长率的异常不对称。