界面物理量連續(xù)分布下的瑞利-泰勒不穩(wěn)定性研究.pdf

1、在慣性約束聚變工程中，流體瑞利—泰勒不穩(wěn)定性是燃料靶丸維持穩(wěn)定燒蝕壓縮與實現(xiàn)高能量增益的關(guān)鍵因素，數(shù)值模擬結(jié)果表明，燒蝕情況下的界面附近物理量是具有一定寬度的連續(xù)分布，尤其對于最具破壞的短波長擾動，其增長率將遠小于經(jīng)典間斷界面模型的值。為理解這些計算的結(jié)果，需要從解析的角度更細致地討論密度分布對增長率及擾動分布的影響。本文從描述流體力學不穩(wěn)定性的守恒型方程線性化出發(fā)，在整理現(xiàn)有結(jié)論及方法的基礎(chǔ)上，主要采用變分原理及數(shù)值計算兩種方法從密度

2、分布及壓縮效應(yīng)的角度對界面物理量連續(xù)分布下的流體線性瑞利—泰勒不穩(wěn)定性做出了一些工作，加深了相關(guān)問題的理解。
　　首先，總結(jié)了間斷連接條件及速度勢小擾動展開方法所得到的有關(guān)結(jié)論，給出了包含瑞利—泰勒和開爾文—亥姆霍茲不穩(wěn)定性的三階擾動方程，求出了勢流理論下界面線性演化的精確解，推廣并改進了質(zhì)量燒蝕理論。
　　其次，本文考察了不可壓流體不穩(wěn)定性的情況，包括瑞利—泰勒不穩(wěn)定性的密度梯度致穩(wěn)及開爾文—亥姆霍茲不穩(wěn)定性的密度梯度致不

3、穩(wěn)。推導了關(guān)于法向擾動速度的一般不穩(wěn)定性本征方程，采用變分法求得連續(xù)分布下方程的近似增長率或色散關(guān)系，所得近似解和原有結(jié)論及數(shù)值模擬結(jié)果的作了比較。對于密度梯度致穩(wěn)問題，在變分基礎(chǔ)上采用了有限元方法數(shù)值計算增長率，得到頻譜范圍廣泛的增長率曲線，發(fā)現(xiàn)原有擬合公式的適用范圍，指出了擾動分布區(qū)域與密度梯度標長取值位置及初始擾動分布的關(guān)系，對靶設(shè)計提出了參考性建議。對于一般的不穩(wěn)定性本征方程編寫了中心有限差分的數(shù)值程序，檢驗解析結(jié)果。