柱状汇聚激波冲击单模界面RM不稳定性实验研究

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本文采用基于激波动力学设计的激波管生成水平柱形汇聚激波,结合肥皂膜技术生成单模界面,通过高速纹影法对柱状汇聚激波冲击下单模轻重(Air/SF6)气体界面的演化进行了研究.通过汇聚激波冲击无扰动气体界面的实验发现汇聚激波作用下界面具有整体减速现象.随后通过汇聚激波冲击正弦扰动界面的研究,证实这种界面整体减速现象会带来Rayleigh-Taylor(RT)效应:在入射激波靠近汇聚尖点时,产生RT稳定性减小界面扰动;而在激波从尖点反射二次冲击界面后,产生RT不稳定性与RM不稳定性(RMI)耦合叠加,使界面快速进入湍流混合状态.由于肥皂膜界面生成方法带来了三维极小曲面效应,通过微分几何方法求解了界面内外压差为0的极小曲面方程,并通过对高度方向的振幅变化进行离散傅里叶频谱分析,结合RMI三维多模线性理论得出了极小曲面对内层界面在线性期演化的影响.理论计算结果表明,极小曲面使内层3D理论线性增长率约为内层2D理论线性增长率的53.8％,与实验结果吻合良好.
作者：张赋翟志刚司廷罗喜胜
作者单位：中国科学技术大学近代力学系先进推进实验室,合肥230026
母体文献：第十七届全国激波与激波管学术会议论文集
会议名称：第十七届全国激波与激波管学术会议  
会议时间：2016年7月1日
会议地点：成都
主办单位：中国力学学会
语种：chi
分类号：O43O38
关键词：柱形汇聚激波  单模界面  Richtmyer-Meshkov不稳定性  瑞利泰勒不稳定性  极小曲面效应
在线出版日期：2017年12月8日
基金项目：
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