纵向磁场抑制Richtmyer-Meshkov不稳定性机理

• 作者: 吴威涛 张焕好 沙莎 石启陈 郑纯 陈志华
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: Richtmyer-Meshkov不稳定性 磁流体 激波 圆形气柱
• 年，卷（期）: 2020,（18）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 315-325
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20200363

摘要

基于理想磁流体动力学方程组,采用CTU(corner transport upwind)+CT(constrained transport)算法,数值研究了磁场控制下R22气柱界面Richtmyer-Meshkov不稳定性的演化过程.结果 描述了平面激波冲击气柱界面过程中激波结构和界面不稳定性的发展;无磁场时,流场结构与Haas和Sturtevant(Hass J F,Sturtevant B 1987 J.Fluid Mech.18141)的实验结果相符;施加纵向磁场后,激波结构的演化基本无影响,但明显抑制了气柱界面的不稳定性.进一步研究表明,激波与界面的作用,使磁感线在界面上发生折射,改变流场的磁场梯度,在内外涡量层上形成磁张力.磁张力的形成,对界面流体产生一个与速度剪切相反的力矩,抑制了界面的失稳及主涡的卷起.另外,磁张力沿界面分布的不均匀,改变磁感线在界面上的聚集程度,放大磁能量,最终增强磁场对气柱界面不稳定性的抑制作用.