Дальневосточный математический журнал

К содержанию выпуска


Численное моделирование неустойчивости Рэлея–Тейлора с использованием многофазной модели


А.Е. Васильев

2025, выпуск 2, С. 194–210
DOI: https://doi.org/10.47910/FEMJ202513


Аннотация
В работе представлено исследование применимости многофазной модели типа Баера–Нунциато к исследованию процесса развития неустойчивости Рэлея–Тейлора в металлах, находящихся в экстремальном «псевдожидком» состоянии. Рассмотрена модельная задача с синусоидальным возмущением контактной границы между металлами. Полученные результаты показывают соответствие теоретическим оценкам. Проведено исследование влияния сжимаемости на развитие процесса. Полученные результаты свидетельствуют о наличии влияния сжимаемости фаз не только на сам процесс, но и на особенности его численного моделирования.

Ключевые слова: численное моделирование, многофазные течения, неустойчивость Рэлея–Тейлора, уравнения Баера–Нунциато, решатель HLLC.

Полный текст статьи (файл PDF)

Библиографический список

[1] Godunov S., Deribas A., Zabrodin A., Kozin N., “Hydrodynamic effects in colliding solids”, Journal Of Computational Physics, 5, (1970).
[2] Fortov V., Kim V., Lomonosov I., Matveichev A., “Numerical modeling of hypervelocity impacts”, International Journal Of Impact Engineering, 33, (2006).
[3] Ghomi M., Mahmoudi J., Khalkhali A., Liaghat G., “Explosive welding of unequal surface using Groove Method”, Transactions Of The Canadian Society For Mechanical Engineering, 36, (2022).
[4] Nassiri A., Kinse B., “Numerical studies on high-velocity impact welding: smoothed particle hydrodynamics (SPH) and arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE)”, Journal Of Manufactur-ing Processes, 24, (2016).
[5] Zhang Z.L., Feng D.L., Liu M.B., “Investigation of explosive welding through whole process modeling using a density adaptive SPH method”, Journal of Manufacturing Processes, 35, (2018).
[6] Розен А.Е., Лось И.С., Муйземнек А.Ю., Хорин А.В., “Моделирование деформационного процесса в задачах армирования и сварки взрывом с применением программы LS-DYNA”, Известия вузов. Поволжский регион. Технические науки, 13, (2010).
[7] Маринин М.А., Хохлов С.В., Ишейский В.А., “Моделирование режима протекания процесса сварки плоских листовых деталей взрывом”, Записки горного института, 237, (2019).
[8] Chuprov P., Utkin P., Fortova S., “Numerical Simulation of a High-Speed Impact of Metal Plates Using a Three-Fluid Model”, Metals, 11, (2021).
[9] Fortova S., Utkin P., Kazakova T., “Three-Dimensional Numerical Simulation of the Development of Instability of a Contact Boundary of Colliding Metal Plates within the Gas Dynamic Approximation”, High Temperature, 57, (2019).
[10] Чупров П.А., Порошина Я.Э., Уткин П.С., “Численное исследование дефлаграции пороха в рамках модели Баера-Нунциато”, Горение и Взрыв, 13, (2020).
[11] Yakovlev I., “Instability of the interface between colliding metals”, Combustion, Explosion And Shock Waves, 9, (1973).
[12] Baer M., Nunziato J., “A two-phase mixture theory for the deflagration-to-detonation transition (ddt) in reactive granular materials.”, International Journal Of Multiphase Flow, 12, (1986).
[13] Liang S., Liu W., Yuan L., “Solving seven-equation model for compressible two-phase flow using multiple GPUs”, Computers & Fluids, 99, (2014).
[14] Saurel R., Abgrall R., “A Multiphase Godunov Method for Compressible Multifluid and Multiphase Flows”, Journal Of Computational Physics, 150, (1999).
[15] Saurel R., Lemetayer O., “A multiphase model for compressible flows with interfaces, shocks, detonation waves and cavitation”, Journal Of Fluid Mechanics, 431, (2001).
[16] Иногамов Н.А., Демьянов А.Ю., Сон Э.Е., Гидродинамика перемешивания, Москва, 1999.
[17] Layzer D., “On the Instability of Superposed Fluids in a Gravitational Field”, The Astro-physical Journal, 122, (1955).
[18] Goncharov V. N., “Analytical Model of Nonlinear, Single-Mode, Classical Rayleigh-Taylor Instability at Arbitrary Atwood Numbers”, Physical Review Letters, 88, (2002).
[19] Guillard H., Murrone A., “On the behavior of upwind schemes in the low Mach number limit: II. Godunov type schemes”, Computers & Fluids, 33, (2004).

К содержанию выпуска