激波冲击球形气泡的RM不稳定研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）激波冲击球形气泡的RM不稳定研究硕士研究生：王中洋指导教师：张凤奎副教授企业导师：郭金鑫高级工程师工程领域：航天工程论文主审人：王革教授哈尔滨工程大学2018年05月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）激波冲击球形气泡的RM不稳定性研究硕士研究生：王中洋指导教师：张凤奎副教授学位级别：工程硕士工程领域：航天工程所在单位：航天与建筑工程学院论文提交日期：2018年5月20日论文答辩日期：2018年6月04日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissert

2、ationfortheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）ResearchonRMInstabilityofShockBubblesImpactedbyShockWavesCandidate:WangZhongyangSupervisor:A/Prof.ZhangFengkuiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:AerospaceEngineeringDateofSubmission:May.20,2018DateofOralExamin

3、ation:Jun.04,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究

4、生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日摘要摘要近几十年来，在学术和工程领

5、域，随着技术条件的逐步提升，包括惯性约束核聚变在内诸多领域的需求日益增长的推动下，RM不稳定性的相关研究日益受到重视。国内外科学家对RM不稳定性问题也作了大量工作。本文通过数值方法对多种情况下激波冲击球形界面后界面的变形发展过程进行模拟，以期获得对RM不稳定性的深一步了解，尝试对RM不稳定性现象的出现与发展过程进行较为详细的描述、分析与解释。并对所用的数值方法所存在的优点与短板进行总结评估。本文以Clawpack软件包为平台，使用VOF法和界面函数简单耦合来追踪界面，由基于有限体积法的二阶精度ROE格式构造参数通量，并使用通量限制器对界面附近的非物理振荡进行抑制，由

6、求解近似黎曼问题得到的物质界面的参数来定义虚拟流节点参数，通过对二维欧拉方程的控制方程以及流体体积输运方程的精确求解，较好的解决了在弱激波作用下不同介质发生可压缩流动的动态过程问题。本文中，主要是研究激波与氦气、氩气以及六氟化硫三种实验气体相互作用的不稳定性。首先介绍了实验研究的方法，包括激波管的简介和历史、实验设备的实物图展示、用刀口拍摄纹影图的原理和方法，并且讲述了实验光路的要求和调节方法，引进了高速摄影系统的概念。然后将实验结果进行了整理分析，并与数值计算结果进行对比。本文通过一系列研究，获得了一定的激波冲击气泡的数值模拟结果。结合实验结果和国内外已有的相关结

7、论。通过本文的研究可以加深对这一类物理问题的理解，从而为以后深入的研究打下基础。同时通过对比，验证了程序的可靠性，并获得了可靠的实验数据与方法，对于今后的研究具有重要的意义。关键词：RM不稳定性；激波；界面；实验研究；数值模拟；clawpackI哈尔滨工程大学硕士学位论文II摘要ABSTRACTInrecentdecades,intheacademicandengineeringfields,withthegradualpromotionoftechnicalconditionsandtheincreasingdemandofmanyfields,includi