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界面不稳定性引起混合过程的二维数值计算
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:力学学报
  • 时间:0
  • 页码:464-472
  • 语言:中文
  • 分类:O357[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]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实验室,绵阳621900
  • 相关基金:国家自然科学基金(10672151,10772166)和冲击波物理和爆轰物理国家重点实验室基金(9140C6704010704)资助项目.
  • 相关项目:气柱和气帘界面RM不稳定性及湍流混合实验研究
中文摘要:

在可压缩多介质流体动力学高精度欧拉计算方法多介质流体分段抛物方法(multi-fluid piecewise parabolic method,MFPPM)基础上,运用算子分裂技术,增加二阶空间中心差方法和两步Rung-Kutta时间推进方法计算动力学黏性以及热流部分对流场的影响,发展适用于NS(Navier-Stokes)方程的可压缩多介质黏性流体计算方法多介质黏性流体分段抛物方法(multi-viscousity-fluid piecewise parabolic method,MVPPM).文中采用MVPPM对英国AWE(atomic weapons establishment)激波管实验进行二维计算,给出了与实验图像基本一致的计算结果;应用MFPPM和MVPPM分别对二维柱对称内爆动力学界面不稳定性及其后期混合过程进行数值模拟,给出内外界面演化、速度历史以及后期中心气穴不同半径内因RT(Rayleigh-Taylor)界面不稳定性引起的混合量分布情况,从计算结果比较可见黏性对物质界面处混合量的分布影响明显.

英文摘要:

The compressible multi-viscousity-fluid piecewise parabolic method (MVPPM) is developed for Navier-Stokes equations based on the Eulerian multi-fluid piecewise parabolic method (MFPPM), the second order space central difference method and two-stage Rung-Kutta time marching method. Simultaneously, a common mathematical approach, operator splitting technique was applied to obtain the molecule dynamics viscosity and heat flux effects on flow field. With the application of MVPPM, a numerical case of a two- dimensional shock wave tube experiment from Atomic Weapons Establishment (AWE) is investigated to show a good agreement with the experimental results. Moreover, the interface instability and subsequent mixing model of implasion dynamics are simulated with MFPPM and MVPPM in the two-dimensional cylindrical symmetry case. The evolvement of the inner and outer interfaces, velocity history and the distribution of subsequent mixing in the central cavitations induced by Rayleigh-Taylor (RT) interface instability are obtained. The effect of dynamics viscosity on the mixing distribution in the interface was clearly observed in the numerical results.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13332