杨 玟,王 丽 丽,2,周 海 兵,2,张 树 道,2

(1.北 京应用物理 与计算数学 研究所,北 京 100094; 2.北京大学应用物理与技术研究中心,北京100871)

用浮阻力模型研究 Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导混合*

杨 玟1,王 丽 丽1,2,周 海 兵1,2,张 树 道1,2

(1.北 京应用物理 与计算数学 研究所,北 京 100094; 2.北京大学应用物理与技术研究中心,北京100871)

采用浮阻力模型对激波管低压缩和激光加载高压缩情况下的 Richtmyer-Meshkov不稳定性诱导混合现象进行了研究。通过与实 验 和 理 论 分 析 结 果进 行 比 较 发 现:为 了 达到 好 的 吻 合,Richtmyer-Meshkov不稳 定性情况下 阻力系数的 取值范围(2.0~5.36)比 Rayleigh-Taylor不 稳 定 性 情 况 下 的 值 (3.3~4.0)宽 得多;而在 Richtmyer-Meshkov不稳定性情况下,高压缩时阻力系数的不确定度(约 为3.36)明显高于低压缩 时的值(约为1.46),模型的进一步完善还有待于更精确实验的验证。研究显示:指数律经验公式中指数随工况的不同而显著变化,目前工程设计中采用指数律经验公式是粗糙的。

流体力学;Richtmyer-Meshkov不稳定性;浮阻力模型;扰动界面;压缩比

当冲击作用于不同密度或不同可压缩性2种物质的扰动界面时产生 Richtmyer-Meshkov不稳定性(RMI)。 这 种 不 稳 定 性 理 论 上 由 Richtmyer发 现 并 描 述[1],由 Meshkov 从 实 验 中 证 实[2]。 该 界 面 不稳定性问题在 许多自 然现象 及科学 和工程 领域中 起着重 要作用[3-8],如 超新星 爆炸、磁 化等离 子 体 、磁 约束、太阳磁化层、地下盐矿、火山岛及外壳与内部流体混合导致中子收益降低的激光驱动惯性约束聚变和冲击波与火焰相互作用导致的爆燃转爆轰等。此外,RMI也可能从受冲击的金属表面产生喷射物。……