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非理想Rayleigh-Taylor混合。 (英语) Zbl 1205.76117号

概述:Rayleigh-Taylor混合是一种经典的流体动力学不稳定性,当轻流体推动重流体时发生。Rayleigh-Taylor(RT)混合中非理想行为的两个主要来源是正则化(物理和数值),正则化会产生与纯Euler方程、尺度不变公式和非理想(即实验)初始条件的偏差。Kolmogorov湍流理论预测,在没有正则化的情况下,欧拉流体方程在所有长度尺度上都会发生搅拌。在此背景下,我们解释了存在性和非一致性的数学理论,并提供了RT混合率依赖于非理想正则化的数值证据;换句话说,用欧拉方程建模时的不确定性。在操作上,在大雷诺数(欧拉方程)极限下,不确定性表现为RT混合的非均匀解,由Schmidt和Prandtl数参数化。对本文使用的大涡模拟算法进行了验证和验证。网格收敛取决于通过显式使用层流Schmidt和Prandtl数及其湍流对应项(根据子网格尺度模型定义)来打破不均匀性。将说明混合速率对施密特数和普朗特尔数以及其他物理参数的依赖性。我们用数值方法证明了初始条件对混合速率的影响。观测到主要的短波初始条件和长波扰动都起作用。通过对两类实验的检查,我们发现在长波长和短波长初始条件下,没有一个统一的解释,在这两种不同的情况下,不同的物理和数值正则化以不同的比例起作用。

MSC公司:

76E17型 水动力稳定性中的界面稳定性和不稳定性
76层25 湍流输送、混合
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全文: 内政部

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