平面激波冲击惰性椭圆气泡的数值研究

发布时间：2024-05-12 03:11

　　Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性作为一种广泛存在于自然界和实际工程应用中的物理现象,长期以来都是流体力学领域中的研究热点之一。近些年来,在超音速燃烧推进和惯性约束核聚变(ICF)等重要背景的推动下,RM不稳定性的研究更是得到了广泛的关注。由于球形本身是一种特殊的椭圆形,并且实际实验中受到重力、浮力等因素的影响,不同密度的气泡往往也呈椭圆形,因此研究椭圆形气泡在激波冲击下的RM失稳过程具有重要的研究意义。本文采用二维N-S方程和高精度计算格式对入射和反射激波冲击椭圆惰性气泡引发RM失稳的过程进行了详细的数值研究,考察了不同的激波Ma数和Atwood数对波系和气泡演化过程的影响,主要研究内容和成果如下:(1)随着Ma数的增大,单个椭圆SF₆气泡无论垂直还是水平放置,激波在气泡内部的聚焦位置将更靠近下游极点;Ma=2.1时,流场中的反射激波都会与上下壁面的边界层作用并发生分叉,并且垂直和水平放置的SF₆气泡右侧界面外部会形成一个不断向下游移动并逐渐增大的超音速涡环。此外,当At>0时,随着Atwood数的减小,在垂直和水平放...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 实验研究
        1.2.2 数值研究
        1.2.3 国内外研究现状总结
    1.3 本文的研究内容
第二章 控制方程和数值方法
    2.1 控制方程
    2.2 数值格式
        2.2.1 WENO格式
        2.2.2 十阶中心差分格式
        2.2.3 三阶Runge-Kutta格式
    2.3 数值纹影
    2.4 本章小结
第三章 入射及反射激波冲击垂直单椭圆惰性气泡研究
    3.1 计算模型
    3.2 实验验证
    3.3 入射激波Mach数的影响
        3.3.1 可视化分析
        3.3.2 定量分析
    3.4 Atwood数的影响
        3.4.1 可视化分析
        3.4.2 定量分析
    3.5 本章小结
第四章 入射及反射激波冲击水平单椭圆惰性气泡研究
    4.1 计算模型
    4.2 入射激波Mach数的影响
        4.2.1 可视化分析
        4.2.2 定量化分析
    4.3 Atwood数的影响
        4.3.1 可视化分析
        4.3.2 定量化分析
    4.4 本章小结
第五章 入射及反射激波冲击双椭圆惰性气泡过程研究
    5.1 计算模型
    5.2 计算结果与讨论
        5.2.1 平面激波与并排双SF₆气泡作用演化过程
        5.2.2 平面激波与互相垂直双SF₆气泡作用演化过程
        5.2.3 平面激波与水平放置双SF₆气泡作用演化过程
        5.2.4 气泡不同排布方式的影响
    5.3 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 主要结论
    6.2 论文创新点
    6.3 建议与展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文



本文编号：3970773