冲击波与Air/SF6界面不稳定性：实验与MVFT模拟

"该研究主要探讨了冲击波作用下Air/SF6斜界面不稳定性的问题，通过实验和数值模拟相结合的方式进行深入分析。实验在Mach数为1.23和1.41的条件下进行，使用了可压缩多介质粘性流体和湍流大涡模拟程序MVFT进行数值模拟，模拟结果与实验数据对比表现出良好的一致性。研究发现，MVFT代码能有效且可靠地模拟界面不稳定性现象，重现了冲击波作用下界面的动态演化和复杂的波系结构。此外，研究还揭示了当冲击波Mach数较高时，混合区的能量增大，界面扰动发展速度加快。这些发现对于理解Richtmyer-Meshkov (RM)不稳定性、Kelvin-Helmholtz (KH)不稳定性及其在不同领域的应用具有重要意义，如惯性约束聚变、超音速燃烧等。" 本文是一篇自然科学领域的论文，主要关注的是冲击波与不同流体界面交互时产生的不稳定性现象。作者们通过实验和数值模拟两方面进行了研究。实验部分采用的是Mach数为1.23和1.41的冲击波作用于Air/SF6斜界面，目的是观察和分析界面不稳定性，尤其是RM不稳定性。这种不稳定性是由界面密度梯度和压强梯度不共线导致的斜压涡效应。 为了进一步理解和预测这种现象，研究人员利用了王涛等人开发的MVFT程序进行数值模拟。该程序能够处理可压缩多介质粘性流体和湍流问题，模拟结果与实验数据高度一致，验证了MVFT程序在模拟界面不稳定性问题上的可靠性和有效性。模拟过程中，不仅重现了冲击波对界面的演化影响，还展示了复杂的波系结构，如冲击波的传播、折射和反射。 研究还指出，当冲击波的Mach数增大时，冲击波与界面相互作用时混合区的能量显著增加，界面扰动的发展速度也随之加快。这一发现对于理解KH不稳定性在RM不稳定性后期的作用以及其在实际应用中的影响具有重要的科学价值。 论文最后提到，界面不稳定性问题在多个科学领域都有重要的应用，如惯性约束聚变、超音速燃烧、燃烧转爆轰和天体物理等。因此，通过激波管实验来研究界面不稳定性是一种非常有效的手段，它为理解和控制这些不稳定现象提供了宝贵的实验数据和理论依据。