發(fā)布時(shí)間：2020-12-10 11:05

　　Rayleigh-Taylor（RT）不穩(wěn)定性作為流體力學(xué)的普遍現(xiàn)象,它是指當(dāng)輕流體受到持續(xù)加速度作用向重流體加速時(shí),由于流體界面處壓力密度與密度梯度不重合,即?p??（27）0,界面處的隨機(jī)擾動(dòng)振幅會(huì)隨時(shí)間的發(fā)展經(jīng)歷線性階段、非線性階段后最終達(dá)到湍流混合的過(guò)程。Kelvin-Helmholtz（KH）不穩(wěn)定性是非均勻密度界面存在速度差形成剪切力誘導(dǎo)的一種界面不穩(wěn)定性。一種或多種界面不穩(wěn)定性耦合問(wèn)題不僅在揭示界面失穩(wěn)物理機(jī)制上有重要的理論價(jià)值,更在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃室等工程應(yīng)用有重要價(jià)值,還在超新星爆發(fā)等天體動(dòng)力學(xué)中有著重要應(yīng)用。近年來(lái)在慣性約束核聚變?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)內(nèi)爆點(diǎn)火的大背景驅(qū)動(dòng)下,一直受到廣泛研究學(xué)者的關(guān)注。斜壓效應(yīng)作為誘導(dǎo)產(chǎn)生界面不穩(wěn)定性的重要因素之一,如何分析斜壓效應(yīng)對(duì)RT穩(wěn)定性誘導(dǎo)的界面失穩(wěn)現(xiàn)象的影響規(guī)律是界面不穩(wěn)定性中的經(jīng)典問(wèn)題。RT不穩(wěn)定性與KH不穩(wěn)定性耦合效應(yīng)在界面演化的是相互競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系還是相互促進(jìn)的問(wèn)題也深受學(xué)者們的困擾。流體的粘性作為流體重要的物性參數(shù),與表面張力一樣,一直被認(rèn)為是抑制界面不穩(wěn)定發(fā)展的物理量,但是粘性在誘導(dǎo)機(jī)制上是否與其他物理量相同,這樣的討論只出現(xiàn)了理論與數(shù)... 

【文章來(lái)源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同的誘導(dǎo)機(jī)制下三種典型的界面不穩(wěn)定性，其中（a）為RT不穩(wěn)定性，（b）為KH不穩(wěn)定性，（c）為RM不穩(wěn)定性（注：圖片均來(lái)自百度百科與文獻(xiàn)）

RT 不穩(wěn)定性作為一種多尺度強(qiáng)非線性物理，在自然現(xiàn)象與工程應(yīng)用中扮演著重要的角色。如在超新星爆發(fā)中[4]，RT 不穩(wěn)定性被認(rèn)為是引起大質(zhì)量恒星內(nèi)部坍塌、產(chǎn)生射流、爆炸與星際云間的相互作用原因之一。此外地下鹽丘、火山島的形成[5]也與 RT 不穩(wěn)定性有著密切的聯(lián)系。工程應(yīng)用中，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)[6]中 RT 不穩(wěn)定性的存在會(huì)使燃料與氧氣的接觸面積增大，提高了燃燒效率，對(duì)于這種情況，RT 不穩(wěn)定是有利的。而在慣性約束核聚變[7]（ICF）中，由 RT 不穩(wěn)定性誘導(dǎo)的湍流混合被認(rèn)為是不利的。在 ICF 中，為了實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火，常采用多束激光對(duì)稱分布同時(shí)照射由氚、氘形成的靶丸，在極短的時(shí)間內(nèi)，靶丸吸收激光能量后變成等離子體向外蒸發(fā)，由于球?qū)蛹s束產(chǎn)生的慣性力壓縮靶芯，靶芯在為分散之前發(fā)生聚變并產(chǎn)生大量能量。但如果在靶丸在壓縮發(fā)生內(nèi)爆的過(guò)程中產(chǎn)生了 RT 不穩(wěn)定性，其誘導(dǎo)的湍流混合直接影響到靶丸的產(chǎn)額并導(dǎo)致點(diǎn)火失敗。因此在 ICF 中應(yīng)該消除甚至避免 RT 不穩(wěn)定性的產(chǎn)生。此外 RT 不穩(wěn)定性在氣象學(xué)[8]、海洋運(yùn)動(dòng)學(xué)[9]中有著廣泛的應(yīng)用。由以上可知，RT 不穩(wěn)定具有重要的實(shí)際意義，對(duì) RT 不穩(wěn)定的充分研究十分必要。

浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 液-液斜界面 Rayleigh-Taylor 不穩(wěn)定性粘性效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究的重要內(nèi)容。研究者們充分發(fā)揮自己的聰明才智，發(fā)明了如垂直加速裝有穩(wěn)定界面流體的箱體[25]，反轉(zhuǎn)箱體[26]，抽離擋板[27]，水槽[28]等相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法來(lái)模擬界面 RT 不穩(wěn)定性進(jìn)行研究，并對(duì)混合區(qū)增長(zhǎng)率等相關(guān)系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。下圖 1.3 列舉了文獻(xiàn)中采用的產(chǎn)生 RT不穩(wěn)定性的方法示意圖。其中1 為輕流體，2 為重流體。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]一個(gè)用于界面不穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究的豎式激波管[J]. 鄒立勇,劉金宏,王建,黃文斌,譚多望,劉倉(cāng)理.  高壓物理學(xué)報(bào). 2008(02)
[9]Richtmyer-Meshkov不穩(wěn)定性流體混合區(qū)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 施紅輝,卓啟威.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2007(03)
[10]流體可壓縮性對(duì)Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性影響機(jī)理分析[J]. 秦承森,王裴.  爆炸與沖擊. 2004(01)



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