两种不同密度的流体之间,当低密度流体加速高密度流体时,流体界面上的扰动会随着时间增长,这种不稳定性现象被称为Rayleigh-Taylor（RT）不稳定性。RT不稳定性广泛存在于自然现象和工程问题中。由于实际问题中更加关注RT诱导的物质混合发展过程,所以RT尖钉（重流体进入轻流体的部分）和气泡（轻流体进入重流体的部分）的发展演化成为一直以来研究的焦点。然而,尽管早前有许多理论、实验和数值模拟对二维RT气泡的后期发展进行了研究,这些工作对这一问题的定量预测结果却存在很大分歧。本文假设RT气泡的发展会受到气泡所处环境的影响,从理论出发,辅以数值模拟验证,从两方面同时对RT气泡在发展后期的演化进行探究。本文的结果合理的解释了早前工作存在分歧的原因,并为二维RT气泡的后期发展给出更加准确的定量预测。本文采用隐式大涡模拟来对不同密度比下（Atwood number A=0.05,0.5and0.9）的RT不稳定性进行二维数值模拟,从而研究RT气泡在发展后期的动力学演化。这里所说的动力学演化指RT主导气泡的高度h,速度v,和直径D随时间t的演化。为了分别产生完全约束、半约束和湍流混合形态的气泡,本文采用下述三种初始扰动来进行数值模拟:（Ⅰ）周期性正弦扰动,（Ⅱ）相对独立的W型扰动,和（Ⅲ）随机短波扰动。在Ⅰ形式的扰动下,得到的数值模拟结果验证了Goncharov的预测,即在势流期的准平衡阶段,气泡增长的最终速度满足v=Fr(Agλ/（1+A）),其中Fr=1+（3π）。同时,我们发现在这一阶段气泡的直径D约等于初始扰动波长λ。这与早前Daly的数值模拟结果中所得到的关系D=λ（1+A）/2产生分歧。Ⅱ形式的W型扰动可1/2以发展出生长环境相对自由的半约束气泡,这样的气泡环境与湍流混合形态的气泡环境很类似。从W型扰动的数值模拟结果中我们得到跟上述类似的最终速度关系式,但是Fr数的值不同,变为Fr≈0.63。Ⅲ形式扰动的数值模拟结果显示,主导气泡平均高度h的增长与气泡加速系数α满足关系式α≡h/（Agt2）≈0.05。主导气泡的平均直径D以自增长系数β≡D/h≈（1+A）/2随着h增长,这里得到的自增长系数的值与早前的理论预测不同。为了进一步探究这一问题,我们基于自相似增长的机理推出了关系式β=4α（1+A）Fr,这个关系式将湍流混合气泡与半约束气泡的生长本质联系在一起。同时,这个关系式对自增长系数的良好预测更加说明了相比于完全约束气泡,湍流混合气泡与半约束气泡更加相似。
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