变加速度下 Richtmyer-Meshkov 动力学的基本问题
流体动力学
2020-05-22 v1 太阳与恒星天体物理
等离子体物理
摘要
Richtmyer-Meshkov 不稳定性（RMI）在自然界和技术中起着重要作用，从超新星和聚变到超燃冲压发动机和纳米制造。典型的 Richtmyer-Meshkov 不稳定性由定常激波和脉冲加速度诱发，而在实际环境中加速度通常是变化的。本工作聚焦于由幂律时间依赖加速度诱发的 RMI，并应用群论求解这一经典问题。对于早期动力学，我们发现了 RMI 增长率对初始条件的依赖关系，并表明其不受加速度参数的影响。对于晚期动力学，我们找到了连续的规则渐近解族，包括其曲率、速度、傅里叶振幅和界面剪切，并研究了这些解的稳定性。对于每一个解，界面动力学直接与界面剪切相关联，且非平衡速度场在界面附近有剧烈的流体运动，而在主体中基本无运动。最快稳定解的准不变性表明，RMI 中的非线性相干动力学由两个宏观长度尺度——波长和振幅——表征，这与观测结果极为吻合。我们详述了用于实验和模拟的新理论基准，并提出了关于黏性效应在界面非线性 RMI 中作用的假设。
引用
@article{arxiv.1902.01246,
title = {On the fundamentals of Richtmyer-Meshkov dynamics with variable acceleration},
author = {Aklant K. Bhowmick and Desmond L. Hill and Miccal Matthews and Snezhana I. Abarzhi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.01246},
year = {2020}
}
备注
arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1901.04572