Direct Numerical Simulation of Single-mode Rayleigh-Taylor Instability
采用直接数值模拟方法研究了单模Rayleigh-Taylor不稳定性。
2011-10-12 physics.flu-dyn
Comment on "Scalings of Rayleigh-Taylor Instability at Large Viscosity Contrasts in Porous Media"
对“多孔介质中大粘度对比下瑞利-泰勒不稳定性的定标”（N。Sabet，H. Hassanzadeh，A. De Wit和J. Abedi（2021）Phys. Rev. Lett. 126：094501）。
2022-03-30 physics.flu-dyn
Rayleigh-Taylor Instability in a Compressible Fluid
重新考虑了可压缩流体中的瑞利-泰勒不稳定性。在正压假设下，允许密度随压力变化。对于两种叠加流体中声速相等的情况，为了对瑞利-泰勒增长率给出非平凡的压缩性校正，压缩性校正被计算为$O(g^2/k^2a^4)$。为了这个顺序，压缩性效应被发现，以减少增长率。
2008-05-05 physics.flu-dyn
The selforganization phenomenon in Rayleigh-Benard convection: a hydrodynamics analysis
人们对从下方加热的Boussinesq流体的平面水平层中的三维细胞对流的演变进行了很好的研究。在这里，我们回顾了这个系统的调查结果，以及一些相关的和新的数值结果。在Boussinesq近似下求解NS方程，给出了Rayleigh-Bénard对流中斑图形成的理论结果.为了简化分析，将方程组简化为二维形式，流动的演化符合流动达到最优形式的思想。
2010-11-19 physics.flu-dyn
Suppressing the Rayleigh-Taylor instability with a rotating magnetic field
叠加在较低密度的非磁性液体上的磁性流体的瑞利-泰勒不稳定性可以借助于在未扰动界面的平面中旋转的空间均匀磁场来抑制。从两种液体的完整的纳维-斯托克斯方程开始，进行Floquet分析，该分析始终考虑到流体的粘度。使用实验相关的参数值，我们建议使用这种稳定机制，提供控制的初始条件的瑞利-泰勒不稳定性的实验研究。
2006-07-28 physics.flu-dyn
Toward analytic theory of the Rayleigh-Taylor instability: lessons from a toy model
在这项工作中，我们建议的瑞利-泰勒不稳定性的湍流相可以解释为一个普遍的随机波在适当的重整化系统中以恒定的速度行进。这种波，起源于重整化时间中的普通确定性混沌，在两侧有两个恒定的极限状态。这些状态在大尺度上与初始不连续性有关，在小尺度上与定常湍流有关。理论分析证实了广泛的数值模拟的一个新的壳模型，其功能的瑞利-泰勒不稳定性的唯象理论的基本属性。
2017-05-14 physics.flu-dyn
Multiplicity of routes from deterministic chaos to turbulence in the flows induced by Rayleigh-Taylor instability
本文用分布混沌的概念研究了由Rayleigh-Taylor不稳定性引起的流动中局部反射对称性自发破缺所引起的从确定性混沌到湍流的多重路径。数值模拟的结果，以及实验室和海洋测量已被用于这一目的。本文简要讨论了小尺度混沌MHD发电机和混沌Richtmyer-Meshkov混合层。
2023-02-22 physics.flu-dyn
Rayleigh-Taylor instability under an inclined plane
我们重新审视了典型的瑞利-泰勒不稳定性，并研究了斜面底面上的流体薄膜的情况。沿平面的自然流动的存在与传统的液滴形成不稳定性相竞争。特别地，实验揭示，对于大于临界值的倾斜，没有液滴形成。这些功能是合理的，在本文中进行的绝对/对流分析的上下文中。
2015-03-08 physics.flu-dyn
Stability of miscible Rayleigh-Taylor fingers in porous media with non-monotonic density profiles
我们研究了二维均匀多孔介质中的混溶Rayleigh-Taylor（RT）指进不稳定性，其中流体密度作为溶质浓度的函数非单调地变化，使得最大密度位于域的内部，从而产生随时间演化的稳定和不稳定的密度梯度。借助于线性稳定性分析和非线性模拟，研究了密度梯度对RT指稳定性的影响。随着扩散使浓度梯度松弛，在时间上出现非单调的密度分布。我们简单的数学处理地址的重要性，密度梯度的稳定性混溶瑞利-泰勒指。在这个过程中，我们确定RT指进不稳定性更好地理解结合瑞利数（Ra）的密度梯度-因此定义了一个新的无量纲组，梯度瑞利数（Ra $_g$）。我们表明，控制稳定和不稳定的密度梯度，混溶瑞利泰勒手指是可控的。
2017-12-25 physics.flu-dyn
Spatio-temporal pulse propagation during highly-resolved onset of Rayleigh-Taylor and Kelvin-Helmholtz Rayleigh-Taylor instabilities
本文通过高分辨率可压缩直接数值模拟，比较RTI与KHRTI起始阶段的压力扰动、能量收支及拟涡能输运，发现声学触发是二者共同初始机制。
2025-05-12 physics.flu-dyn
Effects of interfacial curvature on Rayleigh-Taylor instability
在这项工作中，一个非平凡的影响的加速接口，如液体边缘的界面曲率的稳定性，被揭露。新的稳定性分析，运营商和边界摄动理论的基础上，揭示和量化的界面曲率的增长速度和瑞利-泰勒不稳定的波数选择的影响。这里开发的系统方法还提供了广泛使用的\textit{ad hoc}思想的严格概括，由于Layzer [Astrophys. J. \textbf{122}，1-12（1955）]，对界面附近的势速度场进行近似。
2008-04-24 physics.flu-dyn
Numerical simulations of compressible Rayleigh-Taylor turbulence in stratified fluids
我们目前的瑞利-泰勒湍流的数值模拟结果，使用最近提出的格子玻尔兹曼方法能够描述一致的热可压缩流的外部强迫进行。该方法使我们能够研究系统在近Boussinesq和强可压缩制度。此外，我们表明，当分层是重要的，绝热梯度的存在下导致逮捕的混合过程。
2010-09-29 physics.flu-dyn
Rotating Rayleigh-Taylor turbulence
采用Oberbeck-Boussinesq近似，对旋转参考系中的湍流Rayleigh-Taylor系统进行了直接数值模拟。在理论论证的基础上，我们的模拟支持，我们表明，Rossby数随时间的推移而减少，因此，科里奥利力变得更加重要，因为系统的发展，并产生许多影响瑞利-泰勒湍流。我们发现，旋转降低了湍流速度波动的强度，因此温度混合层的增长率。此外，在存在旋转的情况下，发现势能到湍流动能的转换是不太有效的，并且热传递的效率降低。最后，在混合层的演变过程中，我们观察到的气旋反气旋不对称的发展。
2017-05-15 physics.flu-dyn
Three-Dimensional Morphology of Vortex Interfaces Driven by Rayleigh-Taylor or Richtmyer-Meshkov Instability
研究了瑞利-泰勒（RT）和里希特迈尔-梅什科夫（RM）单模的三维拓扑结构，包括气泡、喷流和鞍点。我们提出了一个解析描述的接口作为一个整体，任意时间依赖的加速度g（t）。研究了气泡的形状对晶格形状的依赖性--多边形、正方形或三角形。在大密度比的情况下，RM加速度产生彼此分离的射流，而在RT情况下，射流由液体片连接。我们比较我们的分析结果的数值模拟。
2001-04-25 physics.flu-dyn
Asymptotic behaviour of the Rayleigh--Taylor instability
本文采用边界积分方法对Atwood数为1的无粘Rayleigh-Taylor不稳定性进行了长时间数值模拟。我们能够得到Clavin & Williams \cite{clavin}预测的尖峰的渐近行为，并给出了一个简化的演示。特别是，我们观察到，尖峰的曲率演变像$t^3$，而在加速度过冲显示出良好的协议与建议的$1/t^5$法律。此外，我们还得到了渐近律的前因子系数的一致结果。最后，我们展示了尖峰附近界面轮廓的自相似行为。
2004-12-19 physics.flu-dyn
Evolution of a double-front Rayleigh-Taylor system using a GPU-based high resolution thermal Lattice-Boltzmann model
我们研究了湍流的演变起源于一个系统受到瑞利-泰勒不稳定性的双重密度在高分辨率的2维几何图形使用高度优化的热格子玻尔兹曼代码的GPU。我们的调查的新颖性源于初始条件，由三个不同密度的三层叠加，导致两个瑞利-泰勒前线的发展，向上和向下扩展，并在细胞的中间碰撞。通过使用高分辨率的数值数据，我们突出的两个湍流锋的碰撞在长时间渐近制度所引起的影响。我们还提供了在GPU集群上运行的优化的Lattice-Boltzmann代码的详细信息
2015-02-12 physics.flu-dyn
The Rayleigh-Taylor instability and internal waves in quantum plasmas
研究了量子效应对等离子体内波和瑞利-泰勒不稳定性的影响。结果表明，量子压力总是稳定RT不稳定性。这个问题得到解决，无论是在短波长扰动的限制和准确的指数分层层的密度分布。在稳定层结的情况下，量子压力改变了惯性波的色散关系。由于量子效应的存在，内波可以沿横向传播，这在经典情况下是不可能的。得到了一种特定形式的纯量子内波，它不需要任何外部引力场。
2007-12-22 physics.flu-dyn
Rayleigh-Taylor instability between two stable stratifications
这些流体动力学视频序列显示了两个瑞利-泰勒不稳定性实验。第一个视频序列显示了一个实验，其中均匀密度的两层被布置成使得上层的密度大于下层的密度。两层之间的不稳定界面最初由不锈钢屏障支撑。随着势垒的去除，瑞利-泰勒不稳定性导致混合区域的产生，该混合区域随时间增长。这种生长加速，直到混合区域充满整个罐。第二个序列显示瑞利-泰勒不稳定性时，它被限制在两个稳定的分层。虽然最初的混合区的增长加速，稳定的分层减缓增长的不稳定性，并使其停止之前，它可以填补坦克。分层构造的淡水和盐水和两个实验具有相同的阿特伍德数。通过在下层中使用荧光染料实现混合层的上表面的可视化。
2012-10-09 physics.flu-dyn
Symmetry and conservation principles of evolution of general Rayleigh-Taylor mixing fronts
确定一般瑞利-泰勒混合锋的演变的理论建立再现第一次所有的记录进行不同的加速度历史和所有的密度比的实验。该理论是建立在基本的守恒和对称性原则，特别考虑到对称性破缺的密度场发生在实际流动。结果揭示了邻近轻/重流体的混合前沿演化对对称性破缺程度的敏感性/不敏感性，也解释了两个实验中相同构型的不同演化。
2015-10-23 physics.flu-dyn
Curvature suppresses the Rayleigh-Taylor instability
研究了弯曲圆柱形基底底面上薄液膜的动力学行为。研究了薄膜厚度和衬底曲率半径曲率半径对液层演化的影响。一个无量纲的参数（修改后的邦德数），结合两个几何参数，重力，和表面张力被确定，并允许的意见被分类根据三种不同的流动制度：稳定的电影，电影与扰动的瞬态增长，然后衰减，和不稳定的电影。实验和理论证实，低于临界值的邦德数，基板的曲率抑制瑞利-泰勒不稳定性。
2014-01-20 physics.flu-dyn
Rayleigh-Taylor Instability in Viscoelastic Fluids
在本文中，我分析了两个线性粘弹性流体之间的瑞利-泰勒不稳定性的发病假设在界面处的扰动是小的。在前半部分，本文分析了分层粘弹性流体，我证明了扰动指数上升或下降没有振荡。论文的后半部分研究了电场和磁场对粘弹性流体的影响。我表明，它是可能的选择电或磁场梯度，使有效的重力加速度为零。如果一种重牛顿流体位于一种轻牛顿流体的顶部，这种场梯度的选择将使这种排列稳定。如果流体是粘弹性的，我表明，类似的安排是不稳定的。
2013-08-03 physics.flu-dyn
The Rotating Rayleigh-Taylor Instability
从理论上考虑了旋转对经典两层瑞利-泰勒不稳定性的影响，并与已有的实验结果进行了比较。特别是，我们考虑一个两层系统的旋转轴是垂直于层之间的界面。一般情况下，我们发现波模的增长率可以通过旋转来降低。我们进一步表明，在某些情况下，不稳定的轴对称波模式可以通过旋转与模式的波长，阿特伍德数和流的纵横比的临界转速以上的系统稳定。我们比较我们的理论与实验中进行的磁场使用“重”的抗磁性和“轻”的顺磁性流体和目前的理论预测和实验观察之间的比较。
2016-03-02 physics.flu-dyn
Controlled accelerations for Rayleigh-Taylor instability
针对瑞利-泰勒不稳定性实验中加速度与初始界面参数难调控、难诊断的问题，本文提出可实现高度可控复杂加速历程的CAMPI实验装置，验证了其可精准复现数值预测的不稳定性演化行为，可为该领域研究提供宽工况基准真值数据。
2025-11-14 physics.flu-dyn
Inverse cascade and symmetry breaking in rapidly-rotating Boussinesq convection
在本文中，我们提出了快速旋转的Rayleigh-Bénard对流的数值模拟在Boussinesq近似与无应力边界条件。在适度低的Rossby数和大的瑞利数，我们表明，一个大规模的深度不变的流动形成，让人想起在二维流动中观察到的凝聚态。我们发现，大尺度环流与所谓的涡旋或慢模式的强迫旋转湍流有许多相似之处。我们的研究表明，在一个固定的旋转速率的大规模的旋涡只观察到一个有限的范围内的瑞利数，作为准二维性质的流动消失在非常高的瑞利数。我们观察到缓慢的涡合并事件，并发现一个非本地的逆级联的能量，除了与快速小尺度湍流运动的规则的直接级联。最后，我们表明，气旋结构是占主导地位的小尺度湍流和这种对称性破缺持续在大尺度涡旋运动。
2014-08-27 physics.flu-dyn physics.geo-ph
On Rayleigh-Taylor interfacial mixing
瑞利-泰勒不稳定性的发展时，流体的密度梯度加速，强烈的界面流体混合enclusive随着时间的推移。Rayleigh-Taylor混合控制着流体、等离子体、材料、天体物理和原子尺度上的广泛过程。在这篇论文中，我们简要回顾了理论和实验方法，并应用理论和实验来研究瑞利-泰勒流中的有序和无序。该理论发现，非均匀各向异性加速瑞利-泰勒混合的性质不同于均匀各向同性惯性湍流的性质，包括强相关性、弱波动性和对确定性条件的敏感性。实验明确地观察到瑞利-泰勒混合在非常高的雷诺数的非均匀性和各向异性，以及加速和加速剪切对界面动力学的稳定作用。理论与实验相吻合，表明Rayleigh- Taylor混合与其他加速流一样，也可以表现出有序性和层化，从而为自然界和技术领域复杂过程的研究开辟了新的视角。
2019-01-14 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Large density stratification stabilizes Rayleigh-Taylor instability in presence of shear
本文研究了剪切对瑞利-泰勒不稳定性（RTI）的影响。即使是简单的均匀剪切强烈影响的不稳定性;较长的波完全稳定时，密度分层是大的（高阿特伍德数）。这个明显违反直觉的结果是由于剪切项中存在阿特伍德数。当不稳定的密度界面嵌入在剪切层中时，剪切再次被发现稳定RTI。然而，这种配置在较低波数区域引入了额外的不稳定剪切不稳定模式。一种新型的剪切不稳定性，其增长率与阿特伍德数增加，起着主导作用，而开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHI），这是以前被认为是唯一可能的剪切不稳定性在这种情况下，没有什么意义。因此，在RTI的非线性阶段观察到的波涛，这通常归因于KHI，实际上可能是这种新的不稳定性的非线性表现。
2017-10-22 physics.flu-dyn
Rayleigh-Taylor turbulence with singular nonuniform initial conditions
本文对具有非均匀奇异初始温度背景的三维Rayleigh-Taylor湍流进行了直接数值模拟。在这样的条件下，混合层的发展下，一个不同的有效阿特伍德数的驱动下，长时间的增长仍然是自相似的，但不再成比例的$t^2$和依赖于初始配置文件$ΔT \propto z^c$的奇异性指数$c$。我们发现，普适性恢复时，看效率，定义为在热通量的动能的变化率的比率。闭合模型，提出了能够再现分析的平均温度分布的时间演变，与数值结果非常吻合。最后，我们重新解释我们的研究结果的自发随机性的混合层的增长映射到一个粗糙的背景上的湍流波动波的传播。
2018-09-13 physics.flu-dyn
Effects of the initial perturbations on the Rayleigh-Taylor-Kelvin-Helmholtz instability system
本文利用多松弛时间离散Boltzmann模型研究了初始扰动对Rayleigh-Taylor不稳定性（RTI）、Kelvin-Helmholtz不稳定性（KHI）以及耦合Rayleigh-Taylor-Kelvin-Helmholtz不稳定性（RTKHI）系统的影响。设计了六种不同的扰动界面，研究了初始扰动对不稳定系统的影响。基于平均热流强度$D_{3,1}$，详细研究了初始界面对耦合RTKHI的影响。研究主要集中在两个方面：（i）RTKHI早期的主要机制;（ii）在早期KHI占主导地位，后期RTI占主导地位的情况下，类KHI向类RTI的转变点。发现早期的主要机理与初始界面的形状有关，它既表现为双侧接触角$θ_{1}$，也表现为中间接触角$θ_{2}$。倒抛物和倒椭圆扰动（$θ_{1}<90$）对RTKHI系统转捩点的影响大于其他界面。
2021-12-29 physics.flu-dyn
A coupled discrete unified gas-kinetic scheme for Boussinesq flows
最近，离散统一气体动力学格式（DUGKS）[Z。L.郭\emph{et al} .，Phys. Rev. E ${\bf 88}$，033305（2013）]作为等温流动的新的多尺度动力学方法被开发。本文导出了一个求解Boussinesq流的热力耦合离散统一气体动力学格式，其中速度场和温度场独立描述。提出了速度场和温度场的动力学边界条件。通过对多孔板问题、Rayleigh-bénard对流以及Rayleigh数达到$10^{10}$的方腔内自然对流的数值模拟，验证了该模型的有效性.结果表明，耦合DUGKS在空间上具有二阶精度，能很好地描述从层流到湍流的对流现象。特别地，与以往的动力学模型相比，新格式在模拟高Rayleigh数流动时具有更好的数值稳定性。
2014-12-09 physics.comp-ph physics.flu-dyn
The memory of Rayleigh-Taylor turbulence
本研究通过直接数值模拟生成数据集，利用物理信息神经网络构建代理模型并结合贝叶斯推断，解决了从0D湍流量反推Rayleigh-Taylor混合区初始条件的问题，揭示了湍流转变中的记忆遗忘机制并提出了建模策略。
2024-03-26 physics.flu-dyn
Linear and Nonlinear Latent-Space Reduced-Order Models for the Rayleigh--Taylor Instability
CEA（法国原子能和替代能源委员会）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
该研究基于直接数值模拟数据库，提出两种不同非线性引入位置的降阶模型，可有效重构、插值和外推瑞利-泰勒不稳定性的动力学，为其演化研究提供了高效建模手段。
2026-08-28 physics.flu-dyn
Reactive Rayleigh-Taylor Turbulence
瑞利-泰勒（RT）不稳定性的发展，并导致湍流时，一个重的流体通过一个轻的重力作用下下降。我们认为这种现象伴随着流体之间的反应转化，并研究与直接数值模拟（DNS）的反应（火焰）如何影响的湍流混合在Boussinesq近似。我们讨论“慢”反应的特征反应时间超过了RT不稳定的时间尺度。在早期的湍流阶段，火焰的影响分布在一个成熟的混合区，其发展是弱的反应的影响。在稍后的时间，完全混合区转变成一个规模与混合区宽度成比例的纯流体斑块的聚集体。在这种“搅拌火焰”状态下，温度波动被分离纯流体斑块的区域中的反应所消耗。这种基于DNS的定性描述之后的现象表明，薄湍流火焰是一个单一的分形字符，因此，温度场的分布是强烈的间歇性。
2008-07-24 physics.flu-dyn
Rayleigh--Taylor instability in a viscoelastic binary fluid
采用Oldrophil-B粘弹性模型研究了聚合物添加剂对不混溶流体Rayleigh-Taylor（RT）不稳定性的影响。利用相场方法得到的分析结果表明，在聚合物溶液中的不稳定性的增长速度与弹性加快（但仍然比纯溶剂的情况下慢）。粘弹性二元流体模型的数值模拟证实了这一点。
2009-10-15 nlin.CD physics.flu-dyn
Modeling late-time sensitivity to initial conditions in Boussinesq Rayleigh-Taylor turbulence
Université Paris Saclay（巴黎萨克雷大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；ENS Paris Saclay（巴黎萨克雷高等师范学校）；CNRS（法国国家科学研究中心）；SSA（社会、精神与老龄化研究实验室）；INSERM（法国国家健康与医学研究院）；Centre Borelli（博尔勒中心）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；DAM（达莫坦分公司）；DIF（达莫坦信息技术部）；LMCE（力学与核化学实验室）
本文通过结合直接数值模拟、机器学习和理论的方法，研究Boussinesq Rayleigh-Taylor湍流中晚期初始条件敏感性，并提出分析模型解释虚拟时间原点的依赖性。
2025-03-20 physics.data-an physics.flu-dyn
Acoustofluidic Suppression of Rayleigh Taylor Instability and Fluid Mixing: Stabilization of Stratified Fluids in a Minichannel
Indian Institute of Information Technology, Design and Manufacturing Kancheepuram（坎切普兰印度信息科学技术与设计制造学院）
本文提出利用驻波声流技术抑制瑞利-泰勒不稳定性及流体混合，通过声能密度超过临界值和声波方向垂直于界面的条件，使混合指数降低一个数量级。
2026-04-21 physics.flu-dyn
Deterministic and stochastic properties of self-similar Rayleigh-Taylor mixing induced by space-varying acceleration
Rayleigh-Taylor界面混合在自然界和技术中的广泛过程中具有至关重要的作用。在大多数情况下，瑞利-泰勒动力学是由变加速度引起的，而现有的大量研究集中在分别称为经典瑞利-泰勒和经典里希特迈尔-梅什科夫动力学的恒定和脉冲加速度的情况下。在这项工作中，我们考虑瑞利-泰勒混合引起的变加速度与幂律依赖的空间坐标在加速度方向。我们应用群论和动量模型来寻找自相似RT混合的确定性渐近解。我们进一步用随机过程扩充动量模型，数值研究了涨落对宽参数区域自相似混合统计性质的影响。我们揭示了自相似混合可以是Rayleigh-Taylor型和Richtmyer-Meshkov型，这取决于加速指数。我们进一步找到了分离Rayleigh-Taylor型混合和Richtmyer-Meshkov型混合的临界指数值，并确定了表征Rayleigh-Taylor型混合和Richtmyer-Meshkov型混合的不变量.
2019-02-12 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Magneto-Rayleigh-Taylor instability driven by a rotating magnetic field
对旋转磁场驱动的磁瑞利泰勒不稳定性进行了理论分析。在WKB和非WKB近似下，分别处理了有限厚度的板和衬层结构。结果表明，所有模式（波矢组合）的不稳定性得到缓解。我们进一步讨论了交替/嵌套配置的θ和Z箍缩的θ-Z线性惯性聚变（θ-Z-LIF）的概念的潜在应用。
2017-04-16 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Polymer heat transport enhancement in thermal convection: the case of Rayleigh-Taylor turbulence
我们研究了聚合物添加剂对普遍存在的瑞利-泰勒不稳定性产生的湍流的影响。完整的粘弹性模型的数值模拟提供了明确的证据，热传输增强到50%，相对于牛顿的情况下。这种现象伴随着混合层生长的加速。我们给出了一个唯象的解释，这些结果的基础上小规模的湍流减少聚合物。
2010-01-19 nlin.CD physics.flu-dyn
The Variable Density Model for the Rayleigh-Taylor Instability and its transformation to the diffusive, inhomogeneous, incompressible Navier-Stokes equations
它示出了如何变密度模型（VDM），统治的Rayleigh-Taylor不稳定性（RTI）的两个不可压缩流体的混溶混合可以被转换成一个扩散版本的非均匀的，不可压缩的纳维-斯托克斯方程迫使由梯度的成分密度$ρ$的混合层。这表明浮力驱动的流动如何驱动和增强纳维尔-斯托克斯湍流。位涡$q = ω\cdot\nablaρ$的作用也进行了讨论。
2021-07-30 nlin.CD physics.flu-dyn
Nonlinear diffusion model for Rayleigh-Taylor mixing
本文用平均温度分布的涡扩散模型研究了瑞利-泰勒对流中湍流混合的复杂演化过程。据发现，一个非线性模型，来自普朗特混合理论的一般框架内，准确地再现从数值模拟获得的湍流廓线的演变。我们的模型可以给出非常精确的预测的湍流热通量和热对流的最终状态制度的努塞尔数。
2010-01-18 nlin.CD physics.flu-dyn
Combined effect of horizontal magnetic field and vorticity on Rayleigh Taylor instability
本文研究了水平磁场作用下任意Atwood数瑞利-泰勒不稳定性中气泡尖端的高度、曲率和速度。为了支持早期的模拟和实验结果，气泡内的涡产生的介绍。结果表明，在非线性阶段，气泡尖端参数的时间演化基本上依赖于磁场的强度和初始扰动，但其渐近性质与无磁情况一致.本文提出的模型与线性、非线性和模拟观测结果一致。
2016-08-06 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Growth rate of Rayleigh-Taylor turbulent mixing layers with the foliation approach
多年来，天体物理学家、等离子体聚变和流体物理学家一直对瑞利-泰勒湍流混合层感到困惑。特别是，强烈的增长率之间的差异已经观察到实验和数值模拟。虽然两种唯象机制（模式耦合和模式竞争）带来了一些洞察这些差异，令人信服的理论论据是缺乏解释观察到的值。在本文中，我们提供了一个与这两种机制兼容的增长率的解析表达式，并适用于自相似的，低Atwood Rayleigh-Taylor湍流混合受到恒定或随时间变化的加速度。在我们的三维数值模拟中，引入了{ \it叶状}平均和{ \it叶状}湍流谱是这项工作的关键。我们表明，瑞利-泰勒增长率的确切值不仅取决于加速的历史，但也绑定到{ \it foliated}光谱在大尺度上的幂律指数。
2014-11-25 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Kolmogorov scaling and intermittency in Rayleigh-Taylor turbulence
采用高分辨率数值模拟方法研究了Rayleigh-Taylor（RT）湍流。这里讨论的主要问题是，RT现象是否可以被认为是纳维-斯托克斯方程的普遍性的表现形式的强制机制。在理论层面上，这种情况还远没有得到牢固的确立，事实上，已经提出了相反的预测。我们的第一个目标是通过深入分析相关统计观测量的标度行为来澄清上述争议。本文还讨论了不透明度对平均场标度预报的影响。
2009-02-09 nlin.CD physics.flu-dyn
Synchrotron Magnetic Fields from Rayleigh-Taylor Instability in Supernovae
超新星的同步辐射需要一个磁场，但目前还不知道相关的磁场有多强，以及产生磁场的机制。在这项研究中，我们进行高分辨率的数值气体动力学计算，以确定由于瑞利-泰勒不稳定性的湍流的增长，以及由此产生的动能在湍流波动，推断由这种湍流放大的磁场的强度。我们发现瑞利-泰勒不稳定性可以产生足够强的湍流涨落，将磁场放大到与热能均分的百分之几。这种湍流集中在反向激波附近，但在整个激波区域平均这种磁能（用发射率加权），将磁场设置为最小0.3%的均分。这表明了一个最小有效磁场强度（$ε_B > 0.003$），它应该存在于所有相互作用的超新星中。
2016-02-24 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Scaling of Rayleigh-Taylor mixing in porous media
将两种不同密度的流体相互推挤，会导致界面处瑞利-泰勒不稳定性的发展，并进一步演化为复杂的混合层。在多孔介质中，该过程受到在流动通过孔隙时经历的粘性阻力的影响，该粘性阻力由达西定律描述。本文通过三维和二维的直接数值模拟研究了Darcy-Rayleigh-Taylor系统在大Péclet数极限下的混合性质。在混合区中，重力和粘性力之间的平衡导致细长羽流的非自相似增长，其长度随时间线性增加，而其宽度遵循扩散增长。传质努塞尔数被发现与达西-瑞利数线性增加，支持在多孔对流在高Ra数的普遍缩放。最后，我们发现，混合过程中显示重要的定量差异之间的二维和三维。
2020-06-12 nlin.CD physics.flu-dyn
Kolmogorov and Bolgiano scaling in thermal convection: the case of Rayleigh-Taylor turbulence
本文研究了一个长宽比较大的对流单体中Rayleigh-Taylor湍流的统计特性。我们发现，限制的规模决定了系统的Bolgiano规模，在演化的后期阶段，其特征在于Kolmogorov-Obukhov和Bolgiano-Obukhov现象在小尺度和大尺度，分别。这些制度的共存与三维到二维的过渡时发生的湍流混合层的宽度变得更大的限制的规模的系统。
2011-01-31 nlin.CD physics.flu-dyn
Reentrant Hexagons in non-Boussinesq Convection
虽然众所周知，非Boussinesq六边形对流模式在接近阈值时是稳定的（即对于瑞利数$R \approx R_c$），但人们常常认为，对于略高的瑞利数，它们总是不稳定的。使用{ \em不可压缩}纳维-斯托克斯方程的参数对应的水作为工作流体，我们进行了充分的数值稳定性分析的六边形在强非线性政权（$ε\equiv R-R_c/R_c=\mathcal{O}(1)$）。我们发现六边形的“重入”行为，即随着$ε$的增加，它们可以失去稳定性，而{ \it重新获得}稳定性。当$ε$值低至$ε=0.2$时，可能会出现这种情况。我们确定了两个因素有助于再入：i）六边形可以与最近在非线性区域中甚至在Boussinesq对流中已经确定的六边形吸引子接触（Assenheimer & Steinberg（1996）; Clever & Busse（1996））和ii）非Boussinesq效应随着$ε$的增加而增加。使用圆形容器的直接模拟，我们表明，重入六边形可以占上风，甚至有利于对流的竞争稳定辊的形式的侧壁条件。对于足够强的非Boussinesq效应六边形变得稳定，甚至在整个$ε$范围内考虑，$0 \le ε\le 1.5$。
2005-04-27 nlin.PS physics.flu-dyn
Determining the Self-Similar Stage of the Rayleigh-Taylor Instability via LLNL's NIF Discovery Science Experiments
本文报道了一种新的测量方法，测量了瑞利-泰勒不稳定性（RTI）在受控初始扰动下的晚期自相似增长常数$α_B$。为此，我们已经开发了一个激光驱动的实验，在国家点火装置（NIF）上进行，以探索深度非线性，多模流体动力学生长的平面界面。测量值为$α_B=0.038\pm 0.008$，这与先前报告的2D模拟一致，更接近先前报告的3D模拟。这解决了RTI的实验和模拟之间的已知差异。
2022-10-12 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Suppression of Rayleigh-Taylor turbulence by time-periodic acceleration
通过对Boussinesq方程的直接数值模拟，研究了存在交替时间周期性加速度时Rayleigh-Taylor湍流对流的动力学。在这个框架内，我们发现了一个新的机制的再层化的湍流：交替加速，最初产生一个不断增长的湍流混合层，在较长的时间抑制湍流波动和驱动系统向渐近稳定的配置。量纲参数和线性稳定性理论被用来预测的混合层的宽度在渐近状态作为一个函数的周期的加速度。我们的研究结果提供了一个简单的控制和抑制湍流对流的例子，在不同的领域具有潜在的应用。
2018-07-10 nlin.CD physics.flu-dyn
Crossover between Rayleigh-Taylor Instability and turbulent cascading atomization mechanism in the bag-breakup regime
液体雾化（或粉碎）是否诉诸不稳定动力学（通过瑞利-高原，瑞利-泰勒或开尔文-亥姆霍兹机制的改进）或湍流级联类似理查森和柯尔莫哥洛夫第一想法的问题似乎仍然是开放的。在本文中，我们报告的实验证据表明，这两种机制都需要解释从工业喷嘴获得的喷雾液滴PDF。Rayleigh-Taylor类型的不稳定性控制最大液滴的尺寸，而最小液滴服从由湍流级联机制给出的PDF，导致稳定性参数接近1.68的对数Lévy稳定定律。这个值非常接近弗洛里指数的倒数，可能与最近的一个模型有关，该模型用于自避免随机涡旋拉伸的不稳定性建模。
2010-05-31 nlin.CD physics.class-ph physics.flu-dyn
Direct numerical simulation of single mode three-dimensional Rayleigh-Taylor experiments
单模Rayleigh-Taylor不稳定性（smRTI）定义明确，理解不多，直接适用于许多流体流动，并通过其与多模Rayleigh-Taylor模型的关系。这项研究重现了三个低阿特伍德smRTI实验运行（威尔金森和雅各布斯，2007年）在一个专门版本的Nek 5000光谱元素代码。模拟使用的初始振幅，波长，加速度，阿特伍德数，和粘度从三个具体的实验，并施加无滑移和无通量的速度和标量的边界，分别。模拟再现线性，饱和，停滞，并在实验中看到的smRTI再加速阶段。此外，进入全速和标量场演示了三种不同的有限尺寸效应：壁阻力，壁升力，以及沿对角线的长波长模式。其中一个模拟在垂直方向上扩展了两个因子，由此产生的后期动态达到弗劳德数约1.8，高于先前报道的。最后，展向流的检查揭示了第一类二次流，其将标量从气泡-尖峰界面运输到气泡和尖峰中心。模拟和实验之间的协议激发信心的谱元方法研究瑞利-泰勒不稳定性。
2016-03-04 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Rayleigh-Taylor turbulence is nothing like Kolmogorov turbulence in the self similar regime
近几年来，描述瑞利-泰勒（RT）混合层湍流谱的数值模拟和实验越来越多。在最近的研究中报道的结果允许排除湍流{ \it la Kolmogorov}作为作用于自相似RT湍流混合层的机制。一个不同的机制，这符合数值和实验结果，并涉及RT流到其他浮力流。
2008-01-31 astro-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Validation and application of the lattice Boltzmann algorithm for a turbulent immiscible Rayleigh-Taylor system
本文利用Shan-Chen赝势在GPU上实现了二维Rayleigh-Taylor湍流的多组分格子Boltzmann（LB）模型。在不混溶的情况下，这种方法能够准确地克服固有的数值复杂性所造成的复杂结构的界面，出现在充分发展的湍流制度。LB模型的准确性进行测试的早期和后期阶段的不稳定性。对于发达国家的湍流运动，我们分析了不同的条款描述的动能和势能的变化之间的平衡。然后分析了界面在能量平衡中的作用，以及界面诱导的涡量在能量耗散中的作用。统计特性进行了比较混溶和不混溶流。我们的结果也可以被认为是第一个验证步骤，以扩大LB模型的应用程序的三维不混溶瑞利-泰勒湍流。
2021-12-09 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Intuitive calculation of the relativistic Rayleigh-Taylor instability linear growth rate
Rayleigh-Taylor不稳定性是从天体物理到惯性约束聚变等许多物理学领域中的一个关键过程。它通常是分析推导线性化流体方程，但背后的物理不稳定性并不总是清楚。最近的工作，这种不稳定性允许一个非常直观的理解的现象，并直接计算的线性增长率。在这封信中，它表明，同样的推理允许一个直接推导的相对论性的线性增长率的不可压缩流体的表达。
2011-04-04 astro-ph.HE physics.flu-dyn physics.plasm-ph
