發(fā)布時(shí)間：2021-03-06 09:52

　　Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性（RTI）是一種廣泛存在于自然界和工程領(lǐng)域中的重要流動(dòng)現(xiàn)象,影響著包括海岸鹽水入侵,化工物料混合,慣性約束核聚變等各種活動(dòng)�？蓧嚎s單流體模型作為一種簡化便捷的研究框架,在RTI研究中取得了廣泛的應(yīng)用。但是,其在識(shí)別復(fù)雜流動(dòng)細(xì)節(jié)和組分摻混方面有所不足,所以難以被應(yīng)用于RTI物質(zhì)混合研究。因此,有必要在該模型基礎(chǔ)上引入新的手段作為補(bǔ)充。針對(duì)以上問題,在使用單流體離散Boltzmann方法對(duì)可壓縮RTI流體系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)理學(xué)建模的基礎(chǔ)上,引入單向耦合點(diǎn)顆粒作為示蹤粒子,為復(fù)雜流動(dòng)和混合過程的研究提供了一個(gè)新的途徑。示蹤粒子提供了精細(xì)化的流場演化圖像以及高分辨的流體界面,表征了流場中的小結(jié)構(gòu)以及分離的界面情況,更重要的是,在單流體框架下實(shí)現(xiàn)了識(shí)別流場中來自于輕或重流體的部分。通過追蹤流場中的示蹤粒子,獲得了拉格朗日視角的RTI流場演化特征,并觀察了界面速度、非平衡量等特征,從一個(gè)全新的視角研究了 RTI發(fā)展的狀態(tài)與過程。此外,通過示蹤粒子定義的混合度,定量地對(duì)Kelvin-Helmholtz不穩(wěn)定性出現(xiàn)的位置、時(shí)間、以及強(qiáng)度進(jìn)行了捕捉。最后,分別研究了關(guān)于可壓... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．５不同壓力梯度下的Ｐｏｉｓｅｕｌｌｅ流剪切應(yīng)力分布??

Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｔａｙｌｏｒ不穩(wěn)定性復(fù)雜流動(dòng)與混合的???顆粒示蹤數(shù)值模擬研究???６．０ｘ１０?ｉ?■?｜?？?ｉ?Ｉ?｜?？?｜?１?｜???Ａｎａｌｙｓｉｓ??４．０ｘ１?Ｏ＇４?－?ａ?ｖｐ＝１ｅ－３?－??？?□?ＶｙＯ?＝５６＿４?■??ｗ?２．０ｘ１０＇４?－?〇?▽ｐ?＝?１ｅ－４?￣??２?０?０?－?〇〇〇?Ｏ?ＯＱ－００００?〇補(bǔ)－??＾?－２．０ｘ１?Ｏ＇４?－?ｇａａ０００００＾＾?－??－４．０ｘ１?Ｏ＇４?－?ＪＴ?－??－６．０ｘ１０?４??１?１——１——１——１——＇——１——＇——１——＇——１——??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??ｙ／Ｌ??圖２．５不同壓力梯度下的Ｐｏｉｓｅｕｌｌｅ流剪切應(yīng)力分布???／??ｌ?－?????Ｈ??ｙ?ｙ?．．?／??豐?／???？ｘ?Ｔ２??圖２．６熱Ｃｏｕｅｔｔｅ流示意圖??算并得到準(zhǔn)確的結(jié)果，因此證明了?ＤＢＭ程序的可靠性。??⑵瞬態(tài)熱Ｃｏｕｅｔｔｅ流??在兩塊無限大平板之間存在高度為好靜止的流場，以速度拖動(dòng)上板，下??板靜止，引起板間流體速度的變化。同時(shí)，上下板分別具有溫度乃和ｒ２，流??場內(nèi)的溫度分布將受到對(duì)流和傳導(dǎo)兩種作用而產(chǎn)生一定的分布。該問題為流體??力學(xué)經(jīng)典的Ｃｏｕｅｔｔｅ流，能夠通過理論分析獲得解析解。這里我們考慮瞬態(tài)的??Ｃｏｕｅｔｔｅ流動(dòng)，在上板突然以速度ｕＧ啟動(dòng)時(shí)，整個(gè)流場需要一定時(shí)間才能夠達(dá)??到穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)于該啟動(dòng)過程，控制方程可以簡化為：??ｄｕ?ｄ２ｕ?，?．??Ｈ?（２．５６）??２０??

?－??〇?Ｔｉｍｅ＝８．０??〇?Ｔｉｍｅ＝１８．０?Ｔ??６．０ｘ１?Ｏ＇４?－??Ａｎａｌｙｓｉｓ?－??｜?＇??２?４．０ｘ１?〇＇４?－?－??芝?－?．??ＣＯ?八八八?ａ?．ａ?ｙｖ?－八－ｙｖ?／＼?ｙ＼?／＊＼?／＼??２＿、－??０．０?－?ｂｂｂｂｂｂｂｂｂｂｂｂＱ＾３＾＾?＿???Ｉ?，?Ｉ?，?Ｉ?Ｉ?Ｉ?，?Ｉ?，?Ｉ??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??ｙ／Ｈ??圖２．８瞬時(shí)Ｃｏｕｅｔｔｅ流剪切應(yīng)力分布??４．５?ｒ－，￣，￣，￣，￣．￣，￣．￣，￣．￣，￣．￣，￣??■?□?Ｓｉｍ：?Ｕ＝０．０?？??４?０?＇?Ｏ?Ｓｉｍ：?Ｕ＝０．１?＇??３５?：?〇?Ｓｉｍ：Ｕ＝０．２?」??．■?〇?Ｓｉｍ：Ｕ＝０．３?＾?■??３．０?－??Ａｎａｌｙｓｉｓ?－??？２．５、?／?＼?：??ｉ２?〇：?ｔ?■??＂：：：??＿〇?５?ｉ?｜?ｉ?ｉ?？?｜?■?ｉ?ｉ?｜?ｉ?ｉ???０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??ｙ／Ｈ??圖２．９不同流速下Ｃｏｕｅｔｔｅ流溫度分布??２２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]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)
[2]相分離過程的離散Boltzmann方法研究進(jìn)展[J]. 許愛國,張廣財(cái),甘延標(biāo).  力學(xué)與實(shí)踐. 2016(04)
[3]燃燒系統(tǒng)的離散Boltzmann建模與模擬研究進(jìn)展[J]. 許愛國,張廣財(cái),應(yīng)陽君.  物理學(xué)報(bào). 2015(18)



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