匯聚激波作用下界面RM不穩(wěn)定性的數(shù)值研究.pdf

1、Richtmyer-Meshkov不穩(wěn)定性(RMI)是三種典型的界面不穩(wěn)定性之一，具體是指兩側(cè)具有不同物理參數(shù)且具有初始擾動的流體分界面受到?jīng)_擊加速后，界面上的擾動不斷增長，經(jīng)歷了線性增長和非線性增長階段，最終引起不同流體之間的湍流混合的現(xiàn)象。RMI在慣性約束核聚變、超燃、可壓縮湍流等領(lǐng)域具有重要的研究意義，因此近幾十年來各國學(xué)者對RMI問題開展了大量研究。特別的，匯聚激波沖擊下的RMI問題在工程和學(xué)術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，相關(guān)研究也逐漸

2、開始受到重視。本文利用數(shù)值方法研究了匯聚激波沖擊下的RMI問題。
　　本文采用VAS2D程序進行數(shù)值研究。該程序基于有限體積方法進行空間離散，采用MUSCL-Hancock方法達到時間和空間上的二階精度，并利用網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)以達到更高的計算精度和更低的計算消耗。
　　多邊形界面生成方法中，尖點需要進行近似處理。定量的數(shù)值研究表明，這種近似處理下，界面形狀的演化與理想矩形界面定性一致，主要渦對的尺寸差別在百分之五以下，相比實際

3、實驗中其他影響因素可忽略。流場環(huán)量變化與理想矩形界面相比差距更小，在百分之三以下，因此這種近似處理方法是可靠的。
　　匯聚激波與平面激波沖擊下的重氣柱界面演化規(guī)律具有很大差異，演化中期平面激波沖擊下的重氣柱界面右端較為圓滑，而匯聚激波沖擊下的重氣柱界面右端則非常尖銳。在壁面反射波的作用下，匯聚激波掃過后的重氣柱界面要略微慢于平面激波掃過的重氣柱界面，更大的匯聚角度下則更慢。相比平面激波條件，匯聚激波使得重氣柱界面的高度較小而軸向?qū)?/p>