高密度比瑞利-泰勒湍流尖钉混合区对初始扰动的依赖性研究

摘要：

由瑞利-泰勒(RT)不稳定性失稳所诱导的湍流混合对于自然(如超新星)和工程(如惯性约束聚变)问题都至关重要.RT混合宽度h由气泡高度hb ∝ αbt2和尖钉高度hs ∝ αst2组成,是描述混合的最基本量.一方面,在实际问题中,大多数的RT混合均以高密度比R为特征.在高R下,由于αs＞αb,hs将对h的增长起主导作用.然而,另一方面,在火箭鞘和线性电子马达上开展的著名实验表明,在高R下,αs(或等价的hs)呈高分散性,但其原因或机制没有得到合理解释.在本文中,我们认为可能是由于初始扰动形状的不同造成了αs的高分散性.为了验证这一观点,我们仅改变了尖钉侧初始扰动界面的形状,并基于单模和多模初始扰动,分别设计、模拟并比较了三种形式的初始扰动.结果表明,不同于hb(t)的低依赖性,hs(t)的演化强烈依赖于初始扰动的形状.此外,定量分析表明,尖钉速度的演化与尖钉前缘附近的统计涡量呈正相关.该结果表明,初始扰动对αs(或等价的hs)的影响是通过涡实现的,涡在这一过程中起到中间作用.

机标关键词：混合区、惯性约束聚变、高分散性、主导作用、不稳定性、定量分析、超新星、合理解释、扰动形状、扰动界面

所属期刊栏目：39

分类号：X524;X32;X143

在线出版日期：2023-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：105-114