本文采用相場(chǎng)格子Boltzmann方法研究了豎直微通道內(nèi)中等Atwoods數(shù)流體的單模Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性問題,系統(tǒng)分析了雷諾數(shù)對(duì)相界面動(dòng)力學(xué)行為以及擾動(dòng)在各發(fā)展階段演化規(guī)律的影響.數(shù)值結(jié)果表明高雷諾數(shù)條件下,不穩(wěn)定性界面擾動(dòng)的增長(zhǎng)經(jīng)歷了四個(gè)不同的發(fā)展階段,包括線性增長(zhǎng)階段、飽和速度階段、重加速階段及混沌混合階段.在線性增長(zhǎng)階段,我們計(jì)算獲得的氣泡與尖釘振幅符合線性穩(wěn)定性理論,并且線性增長(zhǎng)率隨著雷諾數(shù)的增加而增大.在第二個(gè)階段,我們觀察到氣泡與尖釘將以恒定的速度增長(zhǎng),獲得的尖釘飽和速度略高于Goncharov經(jīng)典勢(shì)能模型的解析解[Phys. Rev. Lett. 2002 88 134502],這歸因于系統(tǒng)中產(chǎn)生了多個(gè)尺度的旋渦,而渦之間的相互作用促進(jìn)了尖釘?shù)脑鲩L(zhǎng).隨著橫向速度和縱向速度的差異擴(kuò)大,氣泡和尖釘界面演化誘導(dǎo)產(chǎn)生的Kelvin–Helmholtz不穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng),從而流體混合區(qū)域出現(xiàn)許多不同層次的渦結(jié)構(gòu),加速了氣泡與尖釘振幅的演化速度,并在演化后期階段,導(dǎo)致界面發(fā)生多層次卷起、劇烈變形、混沌破裂等行為,最終形成了非常復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).此外,我們還統(tǒng)計(jì)了演化后... 

【文章來源】：物理學(xué)報(bào). 2020,69(04)北大核心EISCICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]復(fù)雜微通道內(nèi)氣泡在浮力作用下上升行為的格子Boltzmann方法模擬[J]. 婁欽,李濤,楊茉.  物理學(xué)報(bào). 2018(23)
[2]可壓流體Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性的離散Boltzmann模擬[J]. 李德梅,賴惠林,許愛國,張廣財(cái),林傳棟,甘延標(biāo).  物理學(xué)報(bào). 2018(08)
[3]復(fù)雜微通道內(nèi)非混相驅(qū)替過程的格子Boltzmann方法[J]. 臧晨強(qiáng),婁欽.  物理學(xué)報(bào). 2017(13)



本文編號(hào)：3377251