Rayleigh-Taylor 不稳定性中混合层标度律的实验评估
流体动力学
2024-08-02 v2
摘要
我们实验评估了受限多孔介质中由 Rayleigh-Taylor 不稳定性产生的混合区的标度律。特别地,我们希望实验验证混合区增长存在超线性标度,该现象在近期二维模拟中被观测到。为此,我们使用 Hele-Shaw 细胞。流动构型为一重流体层位于轻流体层之上,初始由水平平直界面分隔。当界面处出现浓度与速度场的小扰动时,最终产生对流混合:扰动增长并演化为大型指状对流结构,控制流动从初始扩散主导相到后续对流主导相的转捩。随流动演化,扩散削弱指状界面处的局部浓度梯度。当梯度足够小,系统达到稳定分层态,扩散再次成为主导混合机制。我们采用光学方法获取密度场高分辨率测量,并对 Rayleigh-Darcy 数(即对流与扩散之比)足够大以展现上述所有流动相的值进行实验;我们以混合长度(混合区延展的度量)刻画这些相。我们得以确认:对流主导相中混合长度的增长遵循先前模拟预测的超线性标度。
引用
@article{arxiv.2206.13363,
title = {Experimental assessment of mixing layer scaling laws in Rayleigh-Taylor instability},
author = {Marco De Paoli and Diego Perissutti and Cristian Marchioli and Alfredo Soldati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.13363},
year = {2024}
}