Кумуляция массы плотных газовых слоев при их ускорении в нормальном направлении

• Автор: Тагирова, Рената Рифовна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Модель среды, численный метод расчета течения
1.1 Основные уравнения, их приведение к безразмерному виду
1.2 Численный метод решения. Результаты тестовых расчетов
1.3 Выводы
2 Двумерные адиабатические деформации слоя, ускоряемого под действием разности давлений с обеих
его сторон
2.1 Основы инерционной теории устойчивости ускоренного движения тонкого слоя. Столкновение сжимаемых потоков
2.2 Одномерное ускоренное движение плоского слоя газа
2.3 Численное моделирование эволюции двумерных возмущений параметров слоя. Эффекты накопления массы. Структура поля течения
2.4 Выводы
3 Нарастание двумерных адиабатических возмущений
при импульсном и постепенном ускорении границы

3.1 Элементы теории неустойчивости Рэлея-Тейлора и Рихтмайера-Мешкова
3.2 Моделирование неустойчивости Рихтмайера-Мешкова
с помощью ТУЭ-схемы Лакса—Фридрихса
3.3 Анализ движений возмущенных границ при различных режимах ускорения
3.4 Выводы
4 Развитие неустойчивости Рихтмайера-Мешкова в
среде с высвечиванием
4.1 Физические процессы в межзвездной среде
4.2 Развитие деформаций тангенциального разрыва, возникающего при истечении звездного ветра
4.3 Взаимодействие ударной волны от сверхновой с неоднородной межзвездной средой
4.4 Выводы
Заключение
Литература

Введение
Проблеме эволюции возмущений ускоренно движущейся границы, разделяющей среды различной плотности, посвящены многочисленные экспериментальные и теоретические исследования [111, 109, 46, 3, 23, 14, 48, 86]. Основополагающей является классическая работа
Дж. Тейлора [111], в которой в линейной постановке было установлено, что неустойчивость тангенциального разрыва развивается при действии ускорения, перпендикулярно направленного к разрыву, от менее плотной среды к более плотной (неустойчивость Рэлея-Тейлора). В дальнейшем значительное внимание уделялось изучению роли неустойчивости Рэлея-Тейлора в процессах перемешивания жидкостей и газов, вопросам стабилизации возмущений, анализу влияния на рост возмущений физических свойств среды и ускорения, зависящего от времени [11, 12, 19, 49, 7, 18, 23, 50, 10, 86]. В настоящее время значительный интерес представляет исследование ускоренного движения деформированных тонких слоев плотного вещества под действием разности давлений с обеих сторон слоя. Этот интерес обусловлен тем, что, как было показано в работах А.Н. Голубятникова, С.И. Зоненко и Г.Г. Черного [21, 14, 15], если свойства среды таковы, что имеется максимум инкремента нарастания возмущений, то могут возникать достаточно регулярные структуры “пальцеобразной” формы с эффектами накопления массы и импульса вещества слоя. Данные эффекты находят широкое
2.1 Основы инерционной теории устойчивости ускоренного движения тонкого слоя. Столкновение сжимаемых потоков
Поскольку эффекты накопления массы впервые были исследованы в рамках приближенных моделей [21], то изложим кратко наиболее существенные положения этих теорий. Проблема устойчивости слоя, ускоряемого постоянным давлением газа, впервые в линейном приближении рассматривалась Дж. Тейлором [111]. Вопрос нелинейных стадий развития неустойчивости для длинноволновых возмущений слоя изучался Э. Оттом [104]. В его работе было получено точное решение до момента столкновения частей искривленного слоя, а дальнейшее поведение среды описывалось лишь качественно по аналогии с известными решениями о столкновении струй [72, 112]. Приняв гипотезу о неупругом столкновении, Г.Г. Черный с соавторами [21, 14, 15] показали, что развитие возмущений тонкого слоя может иметь достаточно регулярную пространственную структуру и хорошо описывается с помощью предложенной ими инерционной теории. Было обнаружено образование упорядоченных нелинейных деформаций в виде “пальцев” и установлены эффекты кумуляции массы и импульса вещества в областях плотного газа, отстающего от основного движения. Ниже приводится изложение основ инерционной теории [21, 14], а также качественных моделей поведения сталкивающихся потоков деформированного слоя [41, 104, 52].
2.1.1 Основы инерционной модели
В работах Г.Г. Черного с соавторами [21, 14] предложена следующая модель развития нелинейных деформаций слоя, достоинством которой