Использование алгоритма КАБАРЕ для моделирования турбулентного перемешивания   на примере неустойчивости Рихтмайера-Мешкова

При помощи ранее построенного авторами алгоритма КАБАРЕ для расчета движения многокомпонентных газовых смесей проведено численное моделирование физической неустойчивости, развивающейся при прохождении ударной волны через первоначально покоящуюся границу раздела газовых сред с разными физическими свойствами с последующей турбулизацией течения в плоской геометрии. Проводится моделирование двух задач: о прохождении ударной волны через прямоугольную подобласть, заполненную тяжелым газом, и о развитии неустойчивости Рихтмайера-Мешкова при прохождении ударной волны через синусоидальную границу раздела между средами. Проведено сравнение эволюции ширины зоны смешения с экспериментальными, теоретическими и численными результатами других авторов.

Ключевые слова

схема КАБАРЕ, турбулентное перемешивание, неустойчивость Рихтмайера-Мешкова

Получено

25.09.2018

Дата публикации

04.10.2018

Кол-во символов

746

Цитировать Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться

ГОСТ	Данилин А. В. , Соловьев А. В. Использование алгоритма «КАБАРЕ» для моделирования турбулентного перемешивания на примере неустойчивости Рихтмайера-Мешкова // Математическое моделирование – 2018. – Tом 30. – номер 8 C. 3-16 [Электронный ресурс]. URL: http://ras.jes.su/mmod/s207987840000454-8-1 (дата обращения: 03.05.2024). DOI: 10.31857/S023408790001168-8
MLA	Danilin, A., Solovjev, A. "Аpplication of the CABARET algorithm for modeling turbulent mixing on the example of the Richtmyer-Meshkov instability." Matematicheskoe modelirovanie 30.8 (2018):3-16. DOI: 10.31857/S023408790001168-8
APA	Danilin A., Solovjev A. (2018). Аpplication of the CABARET algorithm for modeling turbulent mixing on the example of the Richtmyer-Meshkov instability. Matematicheskoe modelirovanie 30(8), pp.3-16 DOI: 10.31857/S023408790001168-8

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

всего просмотров: 1484

Оценка читателей: голосов 0

1. R.D. Richtmyer. Taylor instability in shock acceleration of compressible fluids // Communications on Pure and Applied Mathematics, 1960, v.13, p.297-319.

2. Е.Е. Мешков. Неустойчивость границы раздела двух газов, ускоряемой ударной волной // Изв. АН СССР, Мех. жидкостей и газов, 1969, №5, c.151–158.

3. K.A. Meyer, P.J. Blewett. Numerical Investigation of Stability of a Shock-Accelerated Interface between Two Fluids // Physics of Fluids, 1972, v.15, № 3, p.753-759.

4. Q. Zhang, S.I. Sohn , Nonlinear Theory of Unstable Fluid Mixing Driven by Shock Wave // Physics of Fluids, 1997, v.9, №4, p.1106-1124.

5. O. Sadot, L. Erez, U. Alon, D. Oren, L.A. Levin. Study of Nonlinear Evolution of Singlemode and Two-bubble Interaction under Richtmyer–Meshkov Instability // Physical Review Letters, 1998, v.80, №8, p.1654-1657.

6. G.C. Orlicz, S. Balasubramanian, K.P. Prestridge. Incident shock Mach number effects on Richtmyer-Meshkov mixing in a heavy gas layer // Physics of Fluids, 2013, №25, 114101.

7. B.D. Collins, J.W. Jacobs. PLIF Flow Visualization and Measurements of the Richtmyer– Meshkov Instability of an air/SF6 Interface // Journal of Fluid Mechanics, 2002, v.464, p.113-136.

8. B.E. Motl. Experimental Parameter Study of the Richtmyer–Meshkov Instability. - Madison: University of Wisconsin, 2008, PhD Thesis.

9. E. Leinov, G. Malamud et al. Experimental and numerical investigation of the Richtmyer–Meshkov instability under re-shock conditions // Journal of Fluid Mechanics, 2009, v.626, p.449–475.

10. J.-F. Haas, B. Sturtevant. Interaction of Weak Shock Waves with Cylindrical and Spherical Gas Inhomogeneities // Journal of Fluid Mechanics, 1987, v.181, p.41-76.

11. D.A. Holder et al. Shock-Tube Experiments on Richtmyer–Meshkov Instability Growth Using an Enlarged Double Bump Perturbation // Laser and Particle Beams, 2003, v.21, №3, p.411-418.

12. R. Abgrall. How to Prevent Pressure Oscillations in Multicomponent Flow Calculations: A Quasi Conservative Approach // J. of Comp. Physics, 1996, v.125, №1, p.150-160.

13. M. Latini, O. Schiling, W.S. Don. High-resolution Simulations and Modeling of Reshocked Single-mode Richtmyer–Meshkov Instability: Comparison to Experimental Data and to Amplitude Growth Model Predictions // Physics of Fluids, 2007, v.19, №2, 024104.

14. M. Latini, O. Schiling, W.S. Don. Effects of WENO flux reconstruction order and spatial resolution on reshocked two-dimensional Richtmyer–Meshkov instability // Journal of Computational Physics, 2007, v.221, p.805–36.

15. В.Ф. Тишкин, В.В. Никишин, И.В. Панов, А.П. Фаворский. Разностные схемы трёхмерной газовой динамики для задач о развитии неустойчивости Рихтмайера−Мешкова // Математическое моделирование, 1995, т.7, №5, c.15−25.

16. P. Movahed, E. Johnsen, Numerical simulations of the Richtmyer-Meshkov instability with reshock / 2011. Honolulu: 20th AIAA Computational Fluid Dynamics Conference.

17. P. Movahed, E. Johnsen. A solution-adaptive method for efficient compressible multifluid simulations, with application to the Richtmyer–Meshkov instability // Journal of Computational Physics, 2013, v.239, p.166-186.

18. V.K. Tritschler, X.Y. Hu, S. Hickel, N.A. Adams. Numerical simulation of a Richtmyer– Meshkov instability with an adaptive central-upwind sixth-order WENO scheme // Physica Scripta, 2013, v.155, 014016.

19. S. Ukai, K. Balakrishnan, S. Menon. Growth rate predictions of single- and multi-mode Richtmyer–Meshkov instability with reshock // Shock Waves, 2011, v.21, p.533-546.

20. A. Yosef-Hai, O. Sadot et al. Late-time growth of the Richtmyer–Meshkov instability for different Atwood numbers and different dimensionalities // Laser and Particle Beams, 2003, v.21, p.363–368.

21. J.T. Morán-López. Multicomponent Reynolds-Averaged Navier–Stokes Modeling of Reshocked Richtmyer–Meshkov Instability-Induced Turbulent Mixing Using the Weighted Essentially Nonoscillatory Method / Ann Arbor: Univ. of Michigan, 2013, PhD Thesis.

22. K.R. Bates, N. Nikiforakis, D. Holder. Richtmyer–Meshkov Instability Induced by the Interaction of a Shock Wave with a Rectangular Block of SF6 // Physics o Fluids, 2007, v.19, 036101.

23. R.S. Lagumbay , Modeling and Simulation of Multiphase/Multicomponent Flows. - Boulder: University of Colorado, 2006, PhD Thesis.

24. В.М. Головизнин, А.А. Самарский. Разностная аппроксимация конвективного переноса с пространственным расщеплением временной производной // Математическое моделирование, 1998, т.10, №1, с.86–100.

25. В.М. Головизнин, А.А. Самарский. Некоторые свойства разностной схемы Кабаре // Математическое моделирование, 1998, т.10, №1, с.101-116.

26. В.М. Головизнин, С.А. Карабасов. Нелинейная коррекция схемы Кабаре // Математическое моделирование, 1998, т.10, №12, с.107-123.

27. В.М. Головизнин, С.А. Карабасов, И.М. Кобринский. Балансно-характеристические схемы с разделенными консервативными и потоковыми переменными // Математическое моделирование, 2003, т.15, № 9, с.29-48.

28. В.М. Головизнин. Балансно-характеристический метод численного решения одномерных уравнений газовой динамики в эйлеровых переменных // Математическое моделирование, 2006, т.18, № 11, с. 14-30.

29. V.M. Goloviznin, V.N. Semenov, I.A. Korotkin, S.A. Karabasov. A novel computational method for modelling stochastic advection in heterogeneous media // Transport in Porous Media, 2007, v. 66, №3, p.439-456.

30. А.В. Данилин, А.В. Соловьев, Модификация схемы "КАБАРЕ" для расчета течения многокомпонентных газовых смесей // Вычислительные методы и программирование, 2015, т.16, с.18-25.

31. А.В. Данилин, А.В. Соловьев, А.М. Зайцев. Модификация схемы “КАБАРЕ” для численного моделирования течений многокомпонентных газовых смесей в двумерных областях // Вычислительные методы и программирование, 2015, т.16, с.436-445.