关于从确定性多模平面界面演化的 Richtmyer-Meshkov 不稳定性

我们研究了轻气体和重气体之间由激波诱导的湍流混合，其中 Richtmyer-Meshkov 不稳定性 (RMI) 由 $\Ma = 1.5$ 激波引发。规定的初始条件定义了气体之间确定性的多模界面扰动，这可针对不同模拟代码和分辨率精确施加，以允许定量比较。使用两种不同且独立开发的数值方法进行了高分辨率的大涡模拟，旨在评估湍流结构、预测不确定性和收敛行为。这两种数值方法在所用的亚格子尺度正则化方面存在根本差异，各自代表了 RMI 的最先进方法。与以往研究不同，本研究的重点是量化由数值方法引入的不确定性，因为有强有力的证据表明，亚格子尺度正则化和截断误差可能对 RMI 演化的线性和非线性阶段产生显著影响。傅里叶诊断表明，含能较大的尺度随网格分辨率增加而迅速收敛，因此两种数值方法的结果高度一致。梯度依赖量（如拟涡能和标量耗散率）的谱显示出对小尺度流场结构更强的依赖性，这是截断误差效应的结果，其中一种数值方法主要表现为耗散性，而另一种主要表现为色散性。