粒子滞后效应抑制涡旋：冲击驱动的多相不稳定性
流体动力学
2024-05-02 v1
摘要
冲击驱动的多相混合发生在许多物理系统中，例如化学或生物制剂的爆炸散布、超新星残留物的演化以及超声速和爆炸性燃烧发动机中。这种混合过程由冲击驱动的多相不稳定性 (SDMI) 驱动，SDMI 是典型的瑞希特米尔沃尔不稳定性 (RMI) 的衍生。当粒子滞后效应显著时，SDMI 偏离 RMI，因为更高的动量赘余导致更长的等化时间，从而降低水动力混合。在本工作中，通过利用不同尺寸的固体非变形且不蒸发的颗粒，同时保持有效密度比 (界面中颗粒质量) 不变，来隔离和研究粒子滞后 (动量传递率) 对 SDMI 演化的影响。选取了三个颗粒尺寸，其速度松弛时间递增。通过施加马赫数为 1.35 的冲击波，将由空气和种子颗粒组成的圆柱形界面加速，周围是干净的（无颗粒）空气。使用粒子图像测速仪 (PIV) 测量多相界面开发。循环量测显示，随着颗粒尺寸增加，混合程度降低。最后，提出了一个新模型，基于冲击强度、有效密度比和颗粒响应时间，从理论中推导，预测 SDMI 中的循环沉积、混合能。
关键词
引用
@article{arxiv.2405.00111,
title = {Vorticity Suppression by Particle Lag Effects in Shock-Driven Multiphase Instability},
author = {Vasco O. Duke-Walker and Jacob A. McFarland},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.00111},
year = {2024}
}
备注
36 pages, 16 figures