激波反射对扰动界面湍流混合区影响的数值分析

摘要：

发展三维可压缩多介质黏性流动和湍流流动的大涡数值模拟方法MVFT3D,对Poggi等人进行的重流体冲击加载轻流体激波管界面不稳定性实验进行数值模拟,通过Vreman SGS应力模型模拟小尺度运动对大尺度运动的影响,运用统计方法分析湍动能特征.计算结果显示,激波多次加载下扰动界面不稳定性及其诱发的湍流混合是一个非常复杂的发展演化过程,在反射激波第一次加载前湍流混合区宽度增长缓慢,湍动能按时间和空间的1.3次幂指数规律衰减,再加载后湍流混合区宽度非线性增长加快,湍动能强度迅速增强后再逐渐递减,而后期的流场则出现明显的气泡竞争现象.计算给出两次再加载的湍流混合区宽度与实验测试结果吻合,第一次再加载前湍动能随时间和空间1.3次幂指数衰减规律与Mohamed和Larue的研究结论一致.数值模拟再现了实验观察到的激波多次加载过程并描述了湍流混合区发展演化的基本物理特征,检验了数值方法和计算程序.

关键词：MVFT3D、大涡数值模拟、亚格子尺度、界面不稳定性、湍流混合

所属期刊栏目：39

分类号：O4(物理学)

资助基金：国家自然科学基金10672151;10772166;中国工程物理研究院科学技术发展基金2008B0202011;国防科技工业技术基础质量与可靠性项目Z112009B004

在线出版日期：2010-01-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1646-1653