當(dāng)兩種不同密度流體的分界面受到激波作用時,界面上的初始小擾動會隨著時間不斷增長,并最終形成成湍流混合,這種典型的界面失穩(wěn)現(xiàn)象被稱為Richtmyer-Meshkov（RM）不穩(wěn)定性。RM不穩(wěn)定性研究不僅在激波動力學(xué)、流動不穩(wěn)定性及湍流形成機理方面具有重要的學(xué)術(shù)意義,而且在慣性約束核聚變、超燃沖壓發(fā)動機、超新星爆發(fā)等工程研究中具有重大的應(yīng)用背景。已有的研究多關(guān)注激波和輕/重單模界面相互作用,并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了描述擾動增長的多個線性和非線性模型。然而,關(guān)于重/輕單模界面擾動增長的研究（特別是實驗研究）很少,相關(guān)模型的有效性和準(zhǔn)確性有待實驗結(jié)果的進(jìn)一步驗證。另外,不同于輕/重界面的演化,重/輕界面受激波沖擊后,擾動振幅會逐漸減小到零（反相）進(jìn)而再反向增加,這樣的反相過程目前還沒有被實驗（受時空分辨率限制）清晰的捕捉到,其中涉及的物理機制尚不得知�；诖搜芯楷F(xiàn)狀,本文采用實驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對激波沖擊重/輕型單模界面的RM不穩(wěn)定性開展研究。本文第一部分是圍繞平面激波與重/輕型單模界面相互作用開展研究。文中采用實驗與數(shù)值相結(jié)合的方法著重分析了重/輕型界面和輕/重型界面演化的差異。研究發(fā)現(xiàn):... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１水平激波管⑴??比，＆、ｉ？４分別為低高壓段氣體常數(shù)，７＼、：ｒ４分別為低高壓段氣體溫度

?第２章實驗與數(shù)值方法???的ａｉｒ從裝置兩側(cè)表面的小孔排出。充氣過程中，使用氣體濃度儀實時檢測左側(cè)??ＳＦ６氣體的濃度，當(dāng)濃度達(dá)到實驗要求時，停止充氣，此時重／輕單模氣體界面形??成。??２．１．３流場的觀測??合適的流場觀測手段是完成ＲＭ不穩(wěn)定性實驗研究的關(guān)鍵因素，本文通過??采用高速攝影機和紋影法結(jié)合的方式來對流場進(jìn)行觀測，記錄了實驗中界面的??演化過程以及波系結(jié)構(gòu)的發(fā)展。圖２．３給出了實驗所用的紋影光路圖。??從圖中可以看出，整個實驗光路呈“Ｚ”型分布，實驗開始時，強光源發(fā)出??的光由于透鏡的匯聚作用到達(dá)狹縫處，此時通過狹縫的光線被近似當(dāng)作點光源，??隨后在凹面鏡以及激波管試驗段下部的平面鏡的作用下，強光源發(fā)出的光變成??一束平行光線垂直穿過試驗段，在試驗段上部的平面鏡的作用下，垂直光線轉(zhuǎn)變??為水平的平行光，隨后平行光線由于另一側(cè)的凹面鏡的反射作用，通過刀口的??切光后抵達(dá)高速攝影前端的凸透鏡處，此時高速攝影捕捉到經(jīng)過凸透鏡的光線。??實驗所用強光源型號為ＣＥＬ－ＨＸＦ３００，北京中教金源科技有限公司，高速攝影機??型號為ＦＡＳＴＣＡＭＳＡ５，Ｐｈｏｔｒｏｎ?Ｃｏｍｐａｎｙ。本次實驗中高速攝影機拍攝頻率設(shè)??置為８７５００?ｆｐｓ，曝光時間設(shè)置為２恥。??＾〇ｃ４－，?廠?Ｐｌａｎｅ?ｍｉｒｒｏｒ??＾?Ｈｉｇｈ?ｓｐｅｅｄ?ｃａｍｅｒａ??Ｃｏｎｃａｖｅ?ｍｉ?１￣Ｃｏｎｖｅｘ?ｌｅｎｓ??ｆ?審：＾Ｆｓｉｉｔ??／—Ｌｉｇｈｔ?ｓｏｕｒｃｅ??Ｉ?Ｉ?ｒＣｏｎｖｃｘｌｅｎＳ＾??Ｐｒｅｓ—ｔｅ?ｔｒａｎｓｄｕｅｅｒ?１」｜?／?廠１??Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ?２

?第２章實驗與數(shù)值方法???了數(shù)值模擬，并將其模擬的結(jié)果與Ｃｏｌｌｉｎｓ?＆?Ｊａｃｏｂｓ＾在實驗室拍攝的ＰＬＩＦ圖像??以及Ｌａｔｉｎｉ等人［３］利用ＷＥＮＯ程序算得的數(shù)值圖像進(jìn)行了對比，圖２．４給出了??三者的界面演化過程。其中圖２．４?（ａ）為Ｃｏｌｌｉｎｓ利用ＰＬＩＦ拍攝的界面演化紋影??圖，圖２．４?（ｂ）為Ｌａｔｉｎｉ的ＷＥＮＯ數(shù)值模擬結(jié)果，圖２．４?（ｃ）則為丁的ＨＯＷＤ??數(shù)值模擬結(jié)果，通過對比發(fā)現(xiàn)，利用ＨＯＷＤ程序算得的數(shù)值模擬結(jié)果與Ｃｏｌｌｉｎｓ??的實驗結(jié)果以及Ｌａｔｉｎｉ的數(shù)值結(jié)果均吻合的比較好。除此以外，董平等人也利用??該程序?qū)Α埃帧毙徒缑娴模遥筒环�(wěn)定性進(jìn)行了研宄，其文章中通過ＨＯＷＤ程序??得到的數(shù)值結(jié)果與其實驗結(jié)果在界面演化方面保持了高度的一致性。??２．５?ｍｓｍｓ４?ｍｓ?５?ｍｓ?７?ｍ７．７８?ｍｓ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]HIGH-ORDER WENO SIMULATIONS OF THREE-DIMENSIONAL RESHOCKED RICHTMYER-MESHKOV INSTABILITY TO LATE TIMES:DYNAMICS,DEPENDENCE ON INITIAL CONDITIONS,AND COMPARISONS TO EXPERIMENTAL DATA[J]. Oleg Schilling,Marco Latini.  Acta Mathematica Scientia. 2010(02)

博士論文
[1]匯聚Richtmyer-Meshkov不穩(wěn)定性的實驗與數(shù)值研究[D]. 丁舉春.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016



本文編號：3517725