《RM不穩定性誘發湍流混合數值模擬和確認》是依託中國工程物理研究院流體物理研究所，由王濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：RM不穩定性誘發湍流混合數值模擬和確認
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王濤
- 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
RM不穩定性是核武器初級內爆過程中的一個重要物理力學問題，對核武器性能有重大影響，同時在其它領域如慣性約束聚變（ICF）、天體物理學、超音速燃燒等領域也有重要作用，所以RM不穩定性是一個基礎性很強的問題。本項目主要針對RM不穩定性發展全過程，特別是後期的界面演化、氣泡和尖釘的破碎及誘發的湍流混合，開展基於可壓縮多介質粘性流動和湍流Navier-Stokes方程組的高精度大渦數值模擬方法研究，並研製相應的三維並行計算程式。同時在激波管裝置上開展無膜（氣柱或氣簾）和有膜的RM不穩定性實驗，並利用粒子圖像測速（PIV）技術定量地測量二維速度場，利用平面雷射誘發螢光（PLIF）技術結合高速攝影技術測量界面發展過程中流場的精細結構，獲取定量的實驗數據對數值模擬方法和計算程式的有效性和可靠性進行確認。通過數值模擬，研究分析湍流混合區的特徵演化、內在的物理規律，促進相關領域內學科的發展。
結題摘要
利用分裂技術、分段拋物插值、流體體積分數方法、並行計算技術等，發展了適用於可壓縮多介質粘性流動和湍流的三維大渦模擬方法和程式MVFT，並通過實驗確認了程式的可靠性和有效性。然後利用該程式數值模擬研究了多次衝擊作用下RM不穩定性及湍流混合長時間演化的動力學行為及對初始條件的依賴性。（1）湍流混合區寬度在不同的衝擊階段具有不同的增長規律，而湍流混合區統計量以相似的規律衰減，即湍流混合區的發展具有統計相似性；（2）湍流混合區的發展在前期具有強的各向異性，但是隨著混合湍流逐漸進入完全湍流狀態，其也逐漸趨於各向同性；（3）湍流混合區的發展對初始條件有很強的依賴性，但這主要體現在初始衝擊後-反射衝擊前和反射衝擊後-反射稀疏波作用這兩個階段，第一次反射稀疏波作用後，湍流混合區的發展基本不受初始條件的影響。
