本文采用相場格子Boltzmann方法研究了豎直微通道內(nèi)中等Atwoods數(shù)流體的單模Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性問題,系統(tǒng)分析了雷諾數(shù)對相界面動力學(xué)行為以及擾動在各發(fā)展階段演化規(guī)律的影響.數(shù)值結(jié)果表明高雷諾數(shù)條件下,不穩(wěn)定性界面擾動的增長經(jīng)歷了四個不同的發(fā)展階段,包括線性增長階段、飽和速度階段、重加速階段及混沌混合階段.在線性增長階段,我們計算獲得的氣泡與尖釘振幅符合線性穩(wěn)定性理論,并且線性增長率隨著雷諾數(shù)的增加而增大.在第二個階段,我們觀察到氣泡與尖釘將以恒定的速度增長,獲得的尖釘飽和速度略高于Goncharov經(jīng)典勢能模型的解析解[Phys. Rev. Lett. 2002 88 134502],這歸因于系統(tǒng)中產(chǎn)生了多個尺度的旋渦,而渦之間的相互作用促進了尖釘?shù)脑鲩L.隨著橫向速度和縱向速度的差異擴大,氣泡和尖釘界面演化誘導(dǎo)產(chǎn)生的Kelvin–Helmholtz不穩(wěn)定性逐漸增強,從而流體混合區(qū)域出現(xiàn)許多不同層次的渦結(jié)構(gòu),加速了氣泡與尖釘振幅的演化速度,并在演化后期階段,導(dǎo)致界面發(fā)生多層次卷起、劇烈變形、混沌破裂等行為,最終形成了非常復(fù)雜的拓撲結(jié)構(gòu).此外,我們還統(tǒng)計了演化后... 

【文章來源】：物理學(xué)報. 2020,69(04)北大核心EISCICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3377251