柱面汇聚冲击波驱动的气体界面不稳定性与混合
流体动力学
2021-02-09 v1 计算物理
摘要
本文首先提出了一种产生无后续接触面的“纯”柱面汇聚冲击波的高效方法。随后,数值研究了由所生成的柱面汇聚冲击波驱动的两种界面的 Richtmyer-Meshkov 不稳定性及其相关的流体混合行为。结果表明,界面不稳定性在再冲击前表现为扰动幅度的增长。然而,再冲击后流体混合急剧增强,这既体现在流场结构的演化中,也体现在混合参数的时间行为上。进一步研究表明,尽管这两种情形具有不同的初始扰动,但它们混合宽度以及其他混合参数(如分子混合分数、局部各向异性和密度-比容关联)的时间演化可呈现相同的行为规律,尤其在再冲击后的后期阶段。这些结果在某种程度上表明,柱面汇聚冲击波驱动的界面混合区中也存在标度律和时间渐近行为。此外,对后期方位角方向湍流动能谱的分析也观察到当前柱面汇聚冲击波驱动的非均匀流的湍流动能 衰减律,进一步表明流体混合在再冲击后的后期确实被增强了。
引用
@article{arxiv.2102.03493,
title = {Instability and Mixing of Gas Interfaces Driven by Cylindrically Converging Shock Wave},
author = {Wei-Gang Zeng and Yu-Xin Ren and Jianhua Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.03493},
year = {2021}
}