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3维Mortar谱元法模拟Kelvin-Helmhtz不稳定性混合层

张旭 黄彬彬 刘金宏

张旭, 黄彬彬, 刘金宏. 3维Mortar谱元法模拟Kelvin-Helmhtz不稳定性混合层[J]. 强激光与粒子束, 2012, 24: 383-388. doi: 10.3788/HPLPB20122402.0383
引用本文: 张旭, 黄彬彬, 刘金宏. 3维Mortar谱元法模拟Kelvin-Helmhtz不稳定性混合层[J]. 强激光与粒子束, 2012, 24: 383-388. doi: 10.3788/HPLPB20122402.0383
Zhang Xu, Huang Binbin, Liu Jinhong. Simulation of Kelvin-Helmhtz instability with three-dimensional Mortar spectral element method[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2012, 24: 383-388. doi: 10.3788/HPLPB20122402.0383
Citation: Zhang Xu, Huang Binbin, Liu Jinhong. Simulation of Kelvin-Helmhtz instability with three-dimensional Mortar spectral element method[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2012, 24: 383-388. doi: 10.3788/HPLPB20122402.0383

3维Mortar谱元法模拟Kelvin-Helmhtz不稳定性混合层

doi: 10.3788/HPLPB20122402.0383
详细信息
    通讯作者:

    张旭

Simulation of Kelvin-Helmhtz instability with three-dimensional Mortar spectral element method

  • 摘要: 采用Mortar谱元法和多处理器并行计算技术模拟了Kelvin-Helmhtz界面不稳定性湍流的混合发展过程,通过对混合层动量厚度、能谱和总动能的计算,评估了Kelvin-Helmhtz混合层的演化机理。计算结果表明:3维Mortar谱元法具有高计算精度和光滑区域的指数收敛特性,可以有效模拟混合层流动的湍流混合和演化,能够捕捉到涡的合并现象和大涡到小涡的级联过程;初期的混合层层流运动发展成具有连续谱结构的湍流运动过程,实现了Kelvin-Helmhtz界面不稳定性混合层流动从2维发展到3维的转捩特征,总湍流统计动能的变化反映了粘性耗散过程的作用。通过对Kelvin-Helmhtz 3维界面不稳定性混合层流动和3维层流向湍流转捩过程的数值模拟,程序的有效性得到了验算,表明谱元法应用于湍流混合模拟是可行的。
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-03-02
  • 刊出日期:  2012-02-15

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