检索结果-内蒙古大学图书馆

第十三届全国激波与激波管学术会议

作者：贾洪印刘艺黄舶杨基明邹立勇谭多望中国科学技术大学近代力学系中国工程物理研究院流体物理研究所

richtmyer-meshkov不稳定性作为激波与流体界面作用时的一种典型现象,在界面运动稳定性,旋涡以及湍流形成机理方面有着重要学术意义和应用价值。本文提出了一种在激波管中实现圆柱面汇聚激波与流体界面相互作用的实验方案,通过数值模拟... 详细信息

richtmyer-meshkov不稳定性作为激波与流体界面作用时的一种典型现象,在界面运动稳定性,旋涡以及湍流形成机理方面有着重要学术意义和应用价值。本文提出了一种在激波管中实现圆柱面汇聚激波与流体界面相互作用的实验方案,通过数值模拟验证了方案的可行性:同时,还在激波管中开展了激波与球形及圆柱形氦气泡相互作用的初步实验研究,得到了界面运动的纹影照片。

关键词： r-m不稳定性激波管纹影

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波后滑移线引起的界面变形和r-m不稳定性

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气体物理 2018年第1期3卷 34-40页

作者：刘金宏廖深飞黄熙龙邹立勇中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室四川绵阳621900

实验研究复杂波形结构引起平面界面变形和反射激波冲击下的r-m不稳定性的问题.在竖直激波管中生成稳定的N_2/SF_6平面界面,激波在圆柱绕射后,冲击平面界面,由此研究复杂激波引起的界面变形.平面激波在圆柱绕射后的流场,演化成具有初始... 详细信息

实验研究复杂波形结构引起平面界面变形和反射激波冲击下的r-m不稳定性的问题.在竖直激波管中生成稳定的N_2/SF_6平面界面,激波在圆柱绕射后,冲击平面界面,由此研究复杂激波引起的界面变形.平面激波在圆柱绕射后的流场,演化成具有初始入射波、三波点、弯曲反射波、mach波和mach反射产生的滑移线等复杂结构.研究复杂结构激波对界面的作用,对认识界面扰动的生成具有较大帮助.绕柱激波冲击后,平面界面仅在两对滑移线内部发生变形.绕柱激波冲击界面后,两对滑移线将界面分成"内界面"和"外界面",界面变形形态同滑移线和界面相交位置相关.反射激波二次冲击下,界面扰动的增长与Jacobs-Sheeley涡量模型较吻合.

关键词：激波管 r-m不稳定性绕射激波滑移线反射激波

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利用间断Galerkin方法计算r-m不稳定性

利用间断Galerkin方法计算R-M不稳定性

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中国空气动力学学会物理气体动力学专业委员会第十一届学术交流会会议

作者：伍应艳张树道廖振民袁仙春北京应用物理与计算数学研究所

本文利用runge-Kutta间断Galerkin与Ghost Fluid相结合的方法来求解二维多介质可压缩流体力学问题,对一维激波管和二维r-m不稳定性问题进行了数值模拟。激波管的模拟结果说明,此方法可得到较高精度的解,并能捕捉激波。r-m不稳定性前期... 详细信息

本文利用runge-Kutta间断Galerkin与Ghost Fluid相结合的方法来求解二维多介质可压缩流体力学问题,对一维激波管和二维r-m不稳定性问题进行了数值模拟。激波管的模拟结果说明,此方法可得到较高精度的解,并能捕捉激波。r-m不稳定性前期的模拟结果与冲击模型理论符合较好。

关键词：间断Galerkin法 Ghost Fluid方法 r-m不稳定性

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气—水可压缩流物质界面的r-m不稳定性研究

气—水可压缩流物质界面的R-M不稳定性研究

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作者：谢昌坦哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

气-水可压缩流的richtmyer-meshkov(r-m)不稳定性的数值模拟是当今计算流体力学领域研究的难点之一。r-m不稳定性是指当激波通过两种不同密度的流体界面时,界面将失稳,扰动将发展,最终导致两种流体强烈混合的物理现象。r-m不稳定性在惯... 详细信息

气-水可压缩流的richtmyer-meshkov(r-m)不稳定性的数值模拟是当今计算流体力学领域研究的难点之一。r-m不稳定性是指当激波通过两种不同密度的流体界面时,界面将失稳,扰动将发展,最终导致两种流体强烈混合的物理现象。r-m不稳定性在惯性约束聚变(ICF)、航空航天及爆炸等众多领域均有重要应用。数值求解r-m不稳定性的关键在于运动界面的准确捕获和界面边界条件的合理定义。由于气体和水的物理属性差别较大,相对于气-气可压缩流,气-水可压缩流的数值模拟要困难很多。目前,国内外的相关学者对气-气界面的r-m不稳定性已经进行了比较深入的研究,而气-水界面的r-m不稳定性则研究较少。为此,本文研究的重点在于气-水界面的r-m不稳定性问题,采用level set方法捕获气-水界面,采用真实虚拟流体方法(rGFm)定义界面边界条件,采用五阶WENO格式和三阶TVD runge-Kutta方法求解Euler方程的空间项和时间项,由此编制了二维Fortran程序,并应用该程序计算了一系列气-水可压缩流问题。一维问题的数值解与精确解符合较好,验证了程序的正确性和通用性。对于二维问题,包括激波打水滴问题、水下激波打气泡问题和水下爆炸问题,程序清晰捕获了激波、物质界面和各类间断的相互作用,通过改变入射激波的强度分别给出了物质界面的演化过程和涡量的增长规律,计算结果与相应的文献结果符合较好。

关键词：气-水可压缩流 r-m不稳定性 level set方法真实虚拟流体方法 WENO格式

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大密度比物质界面在激波作用下的r-m不稳定性研究

大密度比物质界面在激波作用下的R-M不稳定性研究

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作者：杜成哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

当激波经过两种不同密度流体的界面时,界面获得一个有限速度,界面上的扰动随时间发展,最终导致两种流体强烈混合的现象称为richtmyer-meshkov(r-m)不稳定性。界面不稳定性的研究,因其应用背景和学术价值,在近二十多年受到了极大重视,国... 详细信息

当激波经过两种不同密度流体的界面时,界面获得一个有限速度,界面上的扰动随时间发展,最终导致两种流体强烈混合的现象称为richtmyer-meshkov(r-m)不稳定性。界面不稳定性的研究,因其应用背景和学术价值,在近二十多年受到了极大重视,国内外对此做了大量的研究实验。在界面不稳定性的数值研究中,核心是对运动的物质界面的精确描述。本文用mGFm方法定义虚拟流节点参数,采用二阶TVD-WAF格式结合HLLC求解器求解Euler方程得到流场参数分布,应用五阶WENO的空间离散以及三阶TVD runge-Kutta的时间离散求解Level set方程捕捉物质界面。应用该方法对激波与物质界面相互作用系列问题进行了数值模拟,并给出了物质界面的演化过程。根据数值模拟结果,主要针对物质界面两边密度比以及物质界面形状对物质界面演化的影响进行比较分析,同时还对扰动增长率进行了具体分析。数值模拟结果表明,该方法在能精确捕捉到物质界面,并且高分辨率的捕获激波、物质界面和各类间断的相互作用。

关键词： Level set 改进虚拟流 TVD-WAF r-m不稳定性

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大密度比可压缩流物质界面的r-m不稳定性研究

大密度比可压缩流物质界面的R-M不稳定性研究

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中国力学大会2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会

作者：王革关奔谢昌坦哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

当激波由一种物质进入到另一种物质时，在物质界面上会有不稳定性现象产生，从而表现为物质界面的位置和流场波系结构的不规则变化。论文采用level set方法结合真实虚拟流体方法(rGFm)，利用WENO格式和三阶TVD runge-Kutta方法求解Eule... 详细信息

当激波由一种物质进入到另一种物质时，在物质界面上会有不稳定性现象产生，从而表现为物质界面的位置和流场波系结构的不规则变化。论文采用level set方法结合真实虚拟流体方法(rGFm)，利用WENO格式和三阶TVD runge-Kutta方法求解Euler方程，对强激波作用于大密度比物质界面的物理现象进行了数值模拟，研究了物质界面的r-m不稳定性规律，分析了大密度比物质界面r-m不稳定性所产生的过程和现象，研究了物质界面在强激波作用下的r-m不稳定性的发展规律。

关键词：大密度比可压缩流物质界面 r-m不稳定性流场波系结构强激波作用

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扩散型气柱界面r-m失稳中混合率的实验研究

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力学学报 2016年第5期48卷 1073-1079页

作者：黄熙龙廖深飞邹立勇刘金宏曹仁义中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室四川绵阳621900

richtmyer-meshkov(r-m)不稳定性普遍存在于众多工程问题中,激波管实验是研究r-m失稳问题的主要手段.高精度的平面激光诱导荧光(planar laser-induced fluorescence,PLIF)技术具有分子量级的示踪能力,可获得界面气体浓度(摩尔分数)分布... 详细信息

richtmyer-meshkov(r-m)不稳定性普遍存在于众多工程问题中,激波管实验是研究r-m失稳问题的主要手段.高精度的平面激光诱导荧光(planar laser-induced fluorescence,PLIF)技术具有分子量级的示踪能力,可获得界面气体浓度(摩尔分数)分布,为研究界面失稳混合问题提供了有力工具.在弱激波(ma=1.25)冲击扩散型气柱界面实验中,采用PLIF技术对r-m失稳引起的SF6-Air界面混合问题进行了研究.通过改变椭圆形初始界面的长短轴比,得到了3种扩散型初始界面失稳演化过程中气体摩尔分数,观察到了斜压机制下界面的简单拉伸、二次不稳定性、挤压射流等现象.利用浓度分布进一步得到了界面的瞬时混合率,通过瞬时混合率、界面整体平均混合率以及混合率的概率密度分布,分析了界面在不同演化阶段的界面混合特征,初步讨论了界面失稳混合的机制.演化初期,界面在斜压涡的作用下发生拉伸卷曲,通过增大浓度梯度来促进界面的混合.当演化进一步发展,二次不稳定性出现后,界面通过小尺度对流的方式达到湍流混合状态,而浓度梯度驱使的分子间混合逐渐减弱.由浓度梯度引起的扩散与由二次不稳定性引起的对流存在着"竞争"关系,二者共同主导了界面的混合.

关键词：扩散型界面 r-m不稳定性 PLIF 混合率激波管

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不同密度梯度的多层流体界面上的richtmyer-meshkov不稳定性研究

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实验流体力学 2011年第5期25卷 45-50页

作者：施红辉杜凯王超章利特贾会霞董若凌浙江理工大学机械与自动控制学院

在气-液界面richtmyer-meshkov(r-m)不稳定性研究的基础上,利用不同流体间密度的差异,构造了空气-硅油-水、空气-酒精-硅油两种流体粘度方向迥异的气-液-液三相界面,实验中以氮气作为高压驱动气体,在不同激波马赫数下对这两种界面r-m不... 详细信息

在气-液界面richtmyer-meshkov(r-m)不稳定性研究的基础上,利用不同流体间密度的差异,构造了空气-硅油-水、空气-酒精-硅油两种流体粘度方向迥异的气-液-液三相界面,实验中以氮气作为高压驱动气体,在不同激波马赫数下对这两种界面r-m不稳定性后期尖钉与气泡区发展进行了测量与统计,通过对实验数据的分析,得出了相关规律,并用这些规律与已有的单层气-液界面r-m不稳定性研究成果作比较,得出了异同点。同时,还研究了两种三相界面在r-m不稳定发展中的差异。实验结果表明:当流体的粘度梯度方向(从小到大的方向)与激波方向一致时,界面失稳更加明显,湍流混合更为显著。

关键词：多层流体界面 r-m不稳定性激波管

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压力波作用下二维椭圆形气泡界面演化规律研究

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空气动力学学报 2020年第4期38卷 820-827,I0004页

作者：王宇飞刘元清王静竹王一伟黄晨光中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 中国科学院大学未来技术学院北京100049 北京宇航系统工程研究所北京100076

水中压力波与气泡相互作用研究是解决空泡群溃灭问题的核心基础。射流是压力波作用下气泡非球形演化的最显著特征。本文通过数值模拟方法分析了水中压力波加载下二维椭圆形气泡的界面演化规律。结果表明,射流的生成位置与气泡倾角无关,... 详细信息

水中压力波与气泡相互作用研究是解决空泡群溃灭问题的核心基础。射流是压力波作用下气泡非球形演化的最显著特征。本文通过数值模拟方法分析了水中压力波加载下二维椭圆形气泡的界面演化规律。结果表明,射流的生成位置与气泡倾角无关,方向与其密切相关。当气泡倾角等于0°,在气泡长轴两端生成两个方向相反的射流,最终与压力波传播方向相同的射流占主导。当气泡倾角等于90°,在气泡长轴两端生成两个对称射流,其与压力波传播方向夹角为53.9°。通过定量分析涡量方程式中各项的作用,揭示界面处压力梯度和密度梯度不共线导致的斜压机制是射流形成的主要原因。最后,通过改变椭圆形气泡倾斜角度,获得了气泡倾角与射流角度的关系。

关键词：水中压力波二维椭圆形气泡射流角度斜压机制 r-m不稳定性

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激波与不同物质界面的作用机理及其诱导的波系结构

激波与不同物质界面的作用机理及其诱导的波系结构

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作者：沙莎南京理工大学

学位级别：博士

兵器发射与爆炸过程中均会产生激波,会对周围人员和设备造成损伤,因而对激波与不同物质界面相互作用机理及其诱导的波系结构进行研究具有非常重要的工程应用背景。此外,激波与不同物质界面作用过程中还蕴含诸多复杂的流体物理现象,如激... 详细信息

兵器发射与爆炸过程中均会产生激波,会对周围人员和设备造成损伤,因而对激波与不同物质界面相互作用机理及其诱导的波系结构进行研究具有非常重要的工程应用背景。此外,激波与不同物质界面作用过程中还蕴含诸多复杂的流体物理现象,如激波诱导涡、激波与涡相互作用等,因此对其进行研究还具有重要的学术意义。本文分别基于欧拉方程和大涡模拟方法,结合高精度数值计算格式、沉浸边界法以及结构化网格自适应加密技术,数值研究了激波与固体以及气体物质界面相互作用及其耦合过程,主要工作和研究成果如下：对激波绕过三角楔(Schardin问题)和激波与矩形凹槽作用的两种典型激波与固体界面作用问题进行了探讨,揭示了激波在固体界面绕射过程中所产生的各种复杂物理现象。对Schardin问题中的激波马赫反射的形成、激波绕射、激波诱导涡、激波与主涡的相互作用、激波与涡串作用以及产生声波等过程进行了详细讨论,揭示了相互作用的后期,三角楔尾的主涡滑移层在K-H不稳定性作用下失稳形成次级涡串的过程以及反射激波与涡串相互作用产生声波的机理。对激波与凹槽的相互作用问题中激波绕射以及诱导主涡过程进行了讨论,着重研究了绕射激波在凹槽内部左右壁面来回反射与主涡作用过程以及在凹槽底面产生的反射激波向上传播与主涡作用过程。同时,还对平面激波与管内壁面不同形状的障碍物界面相互作用所导致的激波衰减进行了深入研究。通过系统地分析激波与障碍物作用过程中流场波系结构以及波阵面压强变化,对管内激波衰减的机理进行了分析,揭示了激波与固体界面相互作用时绕射所产生的膨胀波与入射激波相互作用是导致其衰减的主要原因。同时通过分别改变障碍物顶面宽度、迎风面以及背风面斜率这三个几何参数对障碍物形状与激波衰减效果的关系进行了研究,结果表明,迎风面斜率为负的三角形障碍物相较于其他形状的障碍物具有最佳的激波衰减效果。结合以上结论,得到了具有最佳的激波衰减效果的障碍物形状,并与相同初始条件下目前工程应用中常用的障碍物进行了计算对比,结果表明,该三角形障碍物比矩形障碍物具有更显著的激波衰减效果。另外,还研究了平面入射激波与r22圆形气柱以及SF6重质梯形气柱与球形气泡的作用过程。数值结果清晰地显示了激波诱导r22气柱的richtmyer-meshkov不稳定性导致的重气柱变形过程,并对透射激波在气柱内聚焦诱导射流的过程进行了详细讨论,还对其中的K-H不稳定性作用下主涡滑移层失稳形成次级涡串的过程,以及气柱变形过程中与周围空气的混合机理和影响因素进行了研究。通过改变反射距离对反射激波与不同变形阶段的气柱的再次作用过程进行了研究,揭示了反射激波与变形气柱相互作用所诱导的双射流结构以及气柱内激波结构与变化过程。对激波与两种梯形截面SF6气柱相互作用过程进行了数值研究,分析对比了这两种梯形气柱的波系、涡量以及界面的演变。对平面入射激波诱导SF6重气泡变形失稳过程进行了数值研究,揭示了激波气柱内部聚焦诱导射流的机理,同时还讨论了射流头部结构变化和二次涡环的产生机理。

关键词：激波障碍物反射绕射剪切层 r-m不稳定性重质气体

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