Effects of surface tension on the Richtmyer-Meshkov instability in fully compressible and inviscid fluids
Effects of surface tension on the Richtmyer-Meshkov instability in fully compressible and inviscid fluids
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表面张力对完全可压缩非粘性流体 Richtmyer-Meshkov 不稳定性的影响
DOI：
10.1103/physrevfluids.6.113901
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发表时间：
2021
影响因子：
2.7
通讯作者：
Deike, Luc
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tang, Kaitao;Mostert, Wouter;Fuster, Daniel;Deike, Luc
提出了一种新的数值模拟研究表面张力的Richtmyer-Meshkov不稳定性（RMI）。采用流体体积法求解了含表面张力和界面重构的两相可压缩欧拉方程。我们验证和桥接现有的理论模型的影响，表面张力的线性，过渡和非线性postshock增长制度的RMI。从现有的线性不可压缩理论预测大表面张力下的扰动发展推导出一个一致的无量纲公式后，我们发现在小振幅（线性）振荡制度的正阿特伍德数与理论预测吻合良好，我们表明，负阿特伍德数可以容纳通过适当的修改理论。接下来，我们表现出良好的协议与非线性理论的渐近界面生长的限制小的表面张力。最后，我们使用的无量纲制定定义一个启发式的标准，确定从线性政权过渡到非线性政权在中间表面张力。这些结果突出了这种数值方法的实用性，可压缩问题的表面张力，他们铺平了道路，更广泛的调查混合可压缩/不可压缩问题。
Novel numerical simulations investigating the Richtmyer-Meshkov instability (RMI) with surface tension are presented. We solve the two-phase compressible Euler equation with surface tension and interface reconstruction by a volume-of-fluid method. We validate and bridge existing theoretical models of effects of surface tension on the RMI in the linear, transitional, and nonlinear postshock growth regimes. After deriving a consistent nondimensional formulation from an existing linear incompressible theory predicting perturbation development under large surface tension, we find good agreement with theoretical prediction in the small-amplitude (linear) oscillatory regime for positive Atwood numbers, and we show that negative Atwood numbers can be accommodated by an appropriate modification to the theory. Next, we show good agreement with nonlinear theory for asymptotic interface growth in the limit of small surface tension. Finally, we use the nondimensional formulation to define a heuristic criterion which identifies the transition from the linear regime to the nonlinear regime at intermediate surface tension. These results highlight the utility of this numerical method for compressible problems featuring surface tension, and they pave the way for a broader investigation into mixed compressible/incompressible problems.
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冲击和稀疏
DOI：
--
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
--
作者：
R. P. Drake
通讯作者：
R. P. Drake
DOI：
10.1103/physreve.67.036301
发表时间：
2003-03
期刊：
Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics
影响因子：
--
作者：
C. Matsuoka;K. Nishihara;Y. Fukuda
通讯作者：
C. Matsuoka;K. Nishihara;Y. Fukuda
具有表面张力的不可压缩 Richtmyer-Meshkov 和 Rayleigh-Taylor 不稳定性中的涡旋片运动
DOI：
--
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
--
作者：
C. Matsuoka
通讯作者：
C. Matsuoka
具有表面张力的不可压缩 Richtmyer-Meshkov 不稳定性中涡旋片的非线性行为
DOI：
--
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
--
作者：
C. Matsuoka
通讯作者：
C. Matsuoka
影响因子：
4.1
作者：
Ding, Hang;Spelt, Peter D. M.;Shu, Chang
通讯作者：
Shu, Chang