激波诱导双层气柱演化的偏心效应研究

• 作者: 冯莉莉 翟志刚 司廷 罗喜胜
• 来源期刊: 气体物理
• 学科: 物理学
• 关键词: Richtmyer-Meshkov不稳定性 双层气柱界面 肥皂膜技术 环量模型 激波管实验
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 激波与复杂流动专题|Issue on Shock Waves and Complex Flows
• 页码范围: 13-25
• 页数: 13页
• 分类号: O354.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.19527/j.cnki.2096-1642.0959

摘要

实验与数值研究了平面激波诱导下双层气柱的演化规律.利用肥皂膜技术生成了3种双层气柱,通过固定内、外层气柱半径,改变内层气柱在流向方向上的位置,研究了双层气柱偏心效应对流场演化的影响.结果表明,当内层气柱向上游偏移时,外层气柱的上游界面在后期会产生朝向上游的"射流";当内层气柱向下游偏移时,下游两道界面会较早地耦合在一起.获得了内、外层气柱上游界面的线性速度,发现压力等因素对内、外层气柱上游界面分别有抑制和促进作用,且作用大小与偏心程度密切相关.稀疏波的作用会明显改变外层气柱上游界面的运动行为,使其线性运动阶段延长或缩短.外层气柱的宽度在偏心时均被促进,高度随着内层气柱靠近下游逐渐减小;内层气柱向上游偏移时,其自身的宽度被抑制,但高度没有明显变化.对双层气柱的界面面积和平均体积分数的定量分析表明内层气柱向上游偏移时会促进物质混合.获得了环量随时间的变化规律,发现在演化早期双层气柱的环量可以通过已有模型的线性叠加得到较好的预测.