Неустойчивость Рихтмайера – Мешкова.

Неустойчивость Рихтмайера -Мешкова (РММ) возникает, когда две жидкости разной плотности импульсно ускоряются. Обычно это происходит при прохождении ударной волны . Развитие неустойчивости начинается с возмущений малой амплитуды, которые изначально растут линейно со временем. Затем следует нелинейный режим с пузырьками, появляющимися в случае проникновения легкой жидкости в тяжелую, и с пиками, появляющимися в случае проникновения тяжелой жидкости в легкую. В конечном итоге достигается хаотический режим, и две жидкости смешиваются. Эту неустойчивость можно считать пределом импульсного ускорения неустойчивости Рэлея -Тейлора . ^[1]

Дисперсионное соотношение

Для идеального МГД

${\displaystyle (\omega ^{2}-2k_{\parallel }^{2}/\beta )(\omega ^{4}-(2/\beta +1)k^{2}\omega ^{2}+2k_{\parallel }^{2}k^{2}/\beta )=0}$Для Холла МГД

${\displaystyle {\displaystyle (\omega ^{2}-2k_{\parallel }^{2}/\beta )(\omega ^{4}-(2/\beta +1)k^{2}\omega ^{2}+2k_{\parallel }^{2}k^{2}/\beta )-2d_{s}^{2}k_{\parallel }^{2}k^{2}\omega ^{2}(\omega ^{2}-k^{2})/\beta =0}}$Для QMHD

${\displaystyle {\displaystyle {\displaystyle ((1+2/\beta c^{2})\omega ^{2}-2k_{\parallel }^{2}/\beta )((1+2/\beta c^{2})\omega ^{4}-(2/\beta +1)k^{2}\omega ^{2}+2k_{\parallel }^{2}k^{2}/\beta )-2d_{s}^{2}k_{\parallel }^{2}k^{2}\omega ^{2}(\omega ^{2}-k^{2})/\beta =0}}}$

История

RD Richtmyer дал теоретическое предсказание, ^[2] а EE Meshkov (Евгений Евграфович Мешков) ^(ru) предоставил экспериментальную проверку. ^[3] Материалы в ядрах звезд, такие как Cobalt-56 из Supernova 1987A, были обнаружены раньше, чем ожидалось. Это было свидетельством смешивания из-за неустойчивостей Рихтмайера–Мешкова и Рэлея–Тейлора . ^[4]

Примеры

Во время имплозии мишени инерциального термоядерного синтеза горячий материал оболочки, окружающий холодный слой топлива D – T, ускоряется ударной волной. Эта нестабильность также наблюдается в термоядерном синтезе с намагниченной мишенью (MTF). ^[5] Смешивание материала оболочки и топлива нежелательно, и прилагаются усилия для минимизации любых мелких дефектов или неровностей, которые будут увеличены RMI.

Сверхзвуковое горение в гиперзвуковом прямоточном воздушном двигателе может выиграть от RMI, поскольку интерфейс топливо-окислители улучшается за счет разбиения топлива на более мелкие капли. Также в исследованиях процессов перехода от дефлаграции к детонации (DDT) показано, что ускорение пламени, вызванное RMI, может привести к детонации.

Смотрите также

• Неустойчивость Рэлея-Тейлора
• Грибовидное облако
• Неустойчивость Плато–Рэлея
• Соль для пальцев
• Вихревая улица Кармана
• Неустойчивость Кельвина-Гельмгольца
• Гидродинамика

Ссылки

1. Чжоу, Йе (сентябрь 2021 г.). «Неустойчивости Рэлея–Тейлора и Рихтмайера–Мешкова: путешествие по масштабам». Physica D: Nonlinear Phenomena . 423 : 132838. Bibcode :2021PhyD..42332838Z. doi :10.1016/j.physd.2020.132838. hdl : 10871/124449 . Получено 15 июля 2022 г. .
2. Рихтмайер, Роберт Д. (1960). «Неустойчивость Тейлора при ударном ускорении сжимаемых жидкостей». Сообщения по чистой и прикладной математике . 13 (2): 297–319. doi :10.1002/cpa.3160130207.
3. Мешков, Е. Е. (1969). «Неустойчивость интерфейса двух газов, ускоренных ударной волной». Советская гидродинамика . 4 (5): 101–104. Bibcode : 1972FlDy....4..101M. doi : 10.1007/BF01015969. S2CID  123494913.
4. "Нестабильность Рихтмайера Мешкова" .
5. «О коллапсе газовой полости при взрыве расплавленной свинцовой оболочки и неустойчивости Рихтмайера–Мешкова» Виктория Супоницкая и др. General Fusion Inc, 2013

• Микаэлян, Карниг О. (1985-01-01). «Неустойчивости Рихтмайера–Мешкова в стратифицированных жидкостях». Physical Review A. 31 ( 1). Американское физическое общество (APS): 410–419. Bibcode : 1985PhRvA..31..410M. doi : 10.1103/physreva.31.410. ISSN  0556-2791. PMID  9895490. S2CID  21139629.

Внешние ссылки

• Лаборатория ударных трубок в Висконсине
• Новый тип эволюции интерфейса в неустойчивости Рихтмайера-Мешкова
• Последние достижения в области физики мишеней ICF с непрямым приводом в LLNL
• Возникновение детонации в поле течения, вызванное неустойчивостью Рихтмайера-Мешкова
• Распространение быстрых дефлаграций и пограничных детонаций в смесях водорода с воздухом
• Грибы+Змеи: визуализация неустойчивости Рихтмайера–Мешкова
• Схема Conjugate Filter OscillationReduction (CFOR) для двумерной неустойчивости Рихтмайера-Мешкова
• Эксперименты по исследованию неустойчивости Рихтмайера-Мешкова в Университете Аризоны. Архивировано 30 декабря 2006 г. на Wayback Machine.