《液體薄層界面不穩定性和湍流混合實驗研究》是依託中國工程物理研究院流體物理研究所，由劉金宏擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：液體薄層界面不穩定性和湍流混合實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉金宏
- 依託單位：中國工程物理研究院流體物理研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
當輕流體支撐重流體或輕流體加速重流體時產生Rayleigh-Taylor不穩定，當激波脈衝加速不同密度流體的擾動界面時產生Richtmyer-Meshkov不穩定性，這些不穩定性在ICF(慣性約束聚變)、天體物理、海洋和大氣運動等廣泛的領域具有套用和重要的作用。流體動力學界面不穩定性的理論、計算和實驗工作大都是建立在兩個無限域流體上，而對於液體薄層的不穩定性問題研究較少。針對流體薄層Rayleigh-Taylor不穩定性，實驗研究氣－液界面在加速、減速、加速周期複雜加速過程的不穩定性；液體薄層Richtmyer-Meshkov不穩定性由馬赫數大於1.3的平面激波衝擊加速界面得到，界面的演化以及發展後的湍流混合層通過平面雷射螢光，PIV和陰影等技術測試得到。在流體動力學界面不穩定性誘導的界面破碎和湍流混合的研究中，深化對激波作用和渦產生機理的認識和理解。
結題摘要
當輕流體支撐重流體或輕流體加速重流體時產生Rayleigh-Taylor不穩定，當激波脈衝加速不同密度流體的擾動界面時產生Richtmyer-Meshkov不穩定性，這些不穩定性在ICF(慣性約束聚變)、天體物理、海洋和大氣運動等廣泛的領域具有套用和重要的作用。針對流體薄層Rayleigh-Taylor不穩定性，實驗研究界面在加速、減速、加速周期複雜加速過程的不穩定性，對Richtmyer-Meshkov不穩定性由馬赫數大於1.3的平面激波衝擊加速界面得到，界面的演化以及發展後的湍流混合層通過平面雷射螢光，PIV和陰影等技術測試得到。在水平激波管中利用馬赫數為 1.2 的激波對豎直方向上間距為 4mm 的多根直徑為 2mm 的液柱進行衝擊，利用陰影法記錄了多根液柱變形破碎的過程，對得到的實驗結果進行了定量分析， 得到了在激波作用下不同根數液柱之間的變化差異。 利用多相流 VOF 模型和 k-ε湍流模型，對實驗過程進行了數值模擬，得到了激波與液柱相互作用過程中液柱及周圍流場的物理特性。在流體動力學界面不穩定性誘導的界面破碎和湍流混合的研究中，深化對激波作用和渦產生機理的認識和理解。
