Richtmyer–Meshkov instability

Неустойчивость Рихтмайера -Мешкова (RMI) возникает, когда две жидкости разной плотности импульсно ускоряются. Обычно это происходит за счет прохождения ударной волны . Развитие неустойчивости начинается с возмущений малой амплитуды, которые первоначально линейно растут со временем. Далее следует нелинейный режим с появлением пузырьков в случае проникновения легкой жидкости в тяжелую жидкость и с появлением всплесков в случае проникновения тяжелой жидкости в легкую жидкость. В конечном итоге достигается хаотический режим, и две жидкости смешиваются. Эту неустойчивость можно считать пределом импульсного ускорения неустойчивости Рэлея – Тейлора . ^{[ 1 ]}

Дисперсионное соотношение

Для идеального МГД

$(\omega ^{2}-2k_{\parallel }^{2}/\beta )(\omega ^{4}-(2/\beta +1)k^{2}\omega ^{2}+2k_{\parallel }^{2}k^{2}/\beta )=0$ Для зала МГД

${\displaystyle (\omega ^{2}-2k_{\parallel }^{2}/\beta )(\omega ^{4}-(2/\beta +1)k^{2}\omega ^{2}+2k_{\parallel }^{2}k^{2}/\beta )-2d_{s}^{2}k_{\parallel }^{2}k^{2}\omega ^{2}(\omega ^{2}-k^{2})/\beta =0}$ Для QMHD

${\displaystyle {\displaystyle ((1+2/\beta c^{2})\omega ^{2}-2k_{\parallel }^{2}/\beta )((1+2/\beta c^{2})\omega ^{4}-(2/\beta +1)k^{2}\omega ^{2}+2k_{\parallel }^{2}k^{2}/\beta )-2d_{s}^{2}k_{\parallel }^{2}k^{2}\omega ^{2}(\omega ^{2}-k^{2})/\beta =0}}$

История

Р.Д. Рихтмайер сделал теоретическое предсказание: ^{[ 2 ]} и Э.Е. Мешков (Евгений Евграфович Мешков) ^{( ру )} предоставили экспериментальную проверку. ^{[ 3 ]} Материалы в ядрах звезд, такие как Кобальт-56 из сверхновой 1987А, были обнаружены раньше, чем ожидалось. Это было свидетельством смешивания из-за неустойчивостей Рихтмайера-Мешкова и Рэлея-Тейлора . ^{[ 4 ]}

Примеры

Во время взрыва термоядерной мишени с инерционным удержанием материал горячей оболочки, окружающий холодный слой топлива D – T, подвергается ударному ускорению. Эта нестабильность также наблюдается при синтезе намагниченных мишеней (MTF). ^{[ 5 ]} Смешивание материала оболочки и топлива нежелательно, и прилагаются усилия, чтобы свести к минимуму любые крошечные дефекты или неровности, которые будут увеличены RMI.

Сверхзвуковое сгорание в ГПВРД может выиграть от RMI, поскольку граница раздела топливо-окислители улучшается за счет распада топлива на более мелкие капли. Также исследования процессов перехода горения в детонацию (ДДТ) показывают, что ускорение пламени, вызванное RMI, может привести к детонации.

См. также

Ссылки

^ Чжоу, Е (сентябрь 2021 г.). «Нестабильности Рэлея-Тейлора и Рихтмайера-Мешкова: путешествие по шкале» . Физика D: Нелинейные явления . 423 : 132838. Бибкод : 2021PhyD..42332838Z . дои : 10.1016/j.physd.2020.132838 . hdl : 10871/124449 . Проверено 15 июля 2022 г.
^ Рихтмайер, Роберт Д. (1960). «Неустойчивость Тейлора при ударном ускорении сжимаемых жидкостей». Сообщения по чистой и прикладной математике . 13 (2): 297–319. дои : 10.1002/cpa.3160130207 .
^ Мешков, Е. Е (1969). «Неустойчивость границы раздела двух газов, ускоренных ударной волной». Советская гидродинамика . 4 (5): 101–104. Бибкод : 1972FlDy....4..101M . дои : 10.1007/BF01015969 . S2CID 123494913 .
^ "Richtmyer meshkov instability" .
^ «О коллапсе газовой полости в результате взрыва оболочки из расплавленного свинца и нестабильности Рихтмайера – Мешкова» Виктория Супоницкая и др. Дженерал Фьюжн Инк, 2013 г.

Микаэлян, Карниг О. (1 января 1985 г.). «Неустойчивости Рихтмайера – Мешкова в стратифицированных жидкостях» . Физический обзор А. 31 (1). Американское физическое общество (APS): 410–419. Бибкод : 1985PhRvA..31..410M . дои : 10.1103/physreva.31.410 . ISSN 0556-2791 . ПМИД 9895490 . S2CID 21139629 .

Внешние ссылки

[1] Чжоу, Е (сентябрь 2021 г.). «Нестабильности Рэлея-Тейлора и Рихтмайера-Мешкова: путешествие по шкале» . Физика D: Нелинейные явления . 423 : 132838. Бибкод : 2021PhyD..42332838Z . дои : 10.1016/j.physd.2020.132838 . hdl : 10871/124449 . Проверено 15 июля 2022 г.

[2] Рихтмайер, Роберт Д. (1960). «Неустойчивость Тейлора при ударном ускорении сжимаемых жидкостей». Сообщения по чистой и прикладной математике . 13 (2): 297–319. дои : 10.1002/cpa.3160130207 .

[3] Мешков, Е. Е (1969). «Неустойчивость границы раздела двух газов, ускоренных ударной волной». Советская гидродинамика . 4 (5): 101–104. Бибкод : 1972FlDy....4..101M . дои : 10.1007/BF01015969 . S2CID 123494913 .

[4] "Richtmyer meshkov instability" .

[5] «О коллапсе газовой полости в результате взрыва оболочки из расплавленного свинца и нестабильности Рихтмайера – Мешкова» Виктория Супоницкая и др. Дженерал Фьюжн Инк, 2013 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]