Strong and weak dynamo regimes in Taylor-Couette flows
研究揭示小磁普朗特数Pm≤1的泰勒-库埃特流中存在非线性磁发电机，其初始扰动幅度等因素影响发电机状态，发现强弱两种状态，对小Pm天体物理对象的发电机过程有重要意义。
2025-08-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
The Unsteady Taylor--Vortex Dynamo is Fast
Northwestern University（西北大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Southwest Research Institute（西南研究所）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Flatiron Institute（平顿研究所）；University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
本文研究了不稳泰勒-涡流在高Rm条件下产生快速发电机的机制，揭示了其时空尺度与发电机生长率的关系。
2026-02-17 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
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
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
Dynamo Action in a Quasi-Keplerian Taylor-Couette Flow
我们数值计算的泰勒-库埃特几何的内，外圆柱体的旋转速率满足$Ω_o/Ω_i=(r_o/r_i)^{-3/2}$的导电流体的流动。在这种准开普勒状态下，非磁性系统对于所有雷诺数$Re$都是瑞利稳定的，并且所产生的纯方位流对于所有磁性雷诺数$Rm$都不能产生运动发电机作用。对于$Re=10^4$和$Rm=10^5$，我们证明了一个有限振幅发电机的存在，从而一个合适的初始条件产生相互维持的湍流和磁场，即使两者都不能存在没有其他。这种发电机解决方案的结果显着增加向外角动量传输，与大部分的运输是由麦克斯韦，而不是雷诺应力。
2017-10-06 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
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
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
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
Large-scale dynamo action of magnetized Taylor-Couette flows
具有准开普勒旋转定律的含有环形磁场的导电Taylor-Couette流作为Tayler-Spruit型的平均场发电机模型。流动对非轴对称扰动是不稳定的，这些扰动形成定义$α$效应和涡流扩散率的电动势。如果用相同的功率激发具有$m=\pm 1$的两个简并模式，则全局$α$效应消失，发电机不能工作。然而，它示出，泰勒不稳定性产生有限的$α$效果，如果只考虑一个孤立的模式，但这种固有的螺旋度的单模是太低的$α^2$发电机。此外，具有准开普勒旋转的$α\Om$发电机模型需要${\rm Rm}\simeq 2.000$的最小磁旋转雷诺数才能工作。它是否真的起作用取决于对湍流能量的假设。然而，对于磁场上的湍流强度的陡于二次依赖性，发电机仅在所得到的磁涡流扩散率接近其微观值$η_{\rm T}\simeq η$时才被激发。通过基本上较低或较大的涡流扩散系数，发电机不稳定性被抑制。
2020-02-02 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Nonlinear dynamo in a short Taylor-Couette setup
Laboratoire d’Informatique pour la Mécanique et les Sciences de l’Ingénieur, CNRS（工程师科学力学与计算实验室，法国国家科学研究中心）；Université Paris Sud 11, Département de Physique（巴黎第十一大学，物理系）；Institut Universitaire de France（法兰西学院）；Department of Mathematics, Texas A&M University（德克萨斯农工大学数学系）；Observatoire Royal de Belgique（比利时皇家天文台）；Luth, Observatoire de Paris-Meudon（巴黎-梅东天文台）
通过磁流体动力学数值模拟，证明短泰勒-库埃特装置在体力作用下能够维持发电机效应，其特征包括旋转赤道偶极子和非线性状态下的非周期反转。
2012-04-02 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
Special class of self-similar dynamics for Rayleigh-Taylor mixing with variable acceleration
瑞利-泰勒（RT）混合对于自然界和技术中的广泛过程具有至关重要的意义，从超新星和等离子体聚变到石油开采和纳米制造。在大多数情况下，RT流是由可变加速度驱动的，而现有的大部分研究只考虑恒定和脉冲加速度。通过分析RT动力学的对称性的某些模式的可变加速度，我们发现了一类特殊的自相似的解决方案，并确定其标度，相关性和频谱。我们发现，RT混合的动力学可以从超弹道subdiffusive取决于加速度和保持记忆的确定性条件下的任何加速度。这些丰富的动力学特性极大地影响了对流体、等离子体、材料中RT相关现象的理解和控制，并揭示了在RT混合中可以实现湍流的条件。
2019-01-14 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
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
Rayleigh--Taylor turbulence in two dimensions
Chertkov [Phys. Rev. Lett. { \bf 91} 115001（2003）]。通过直接数值模拟，我们证实了在二维空间/时间的理论预测，并探讨了故障的唯象描述，由于折射率的影响。我们发现，小尺度的速度和温度的统计遵循Bolgiano-Obukhov标度。在全球可观的水平上，我们表明，随时间变化的努塞尔数和雷诺数的瑞利数的平方根的规模。这些结果指出的结论，瑞利-泰勒湍流在二维和三维，由于没有边界，提供了一个自然的物理实现的Kraichnan缩放制度迄今为止与难以捉摸的“热对流的最终状态”。
2006-04-28 nlin.CD physics.flu-dyn physics.geo-ph
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
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
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
Rayleigh Taylor Instability in Multiple Finite-Thickness Fluid Layers
本文提出通用传递矩阵方法分析密度与黏度空间变化流体中的瑞利-泰勒不稳定性，并结合无黏流和无加速度近似获得不同极限下的解析解。
2025-02-17 physics.flu-dyn physics.geo-ph physics.plasm-ph
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
Nonlinear asymptotic bubble growth in single-mode spherical Rayleigh-Taylor instability
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
针对球形几何中单模态瑞利-泰勒不稳定性气泡的非线性增长，构建了适用于任意阿特伍德数及会聚、发散重力构型的解析模型，揭示了球形几何对气泡增长的不同影响，其预测与数值模拟吻合良好。
2026-08-03 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
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
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
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
Self-Similarity and Universality in Rayleigh-Taylor, Boussinesq Turbulence
我们报告和讨论的Rayleigh-Taylor不稳定性的Boussinesq，不可压缩制度发展到湍流的案例研究模拟。我们的主要重点是对已经发展和增长的尺寸混合区内部的密度和速度波动进行统计分析。新的观测报告中的手稿关注的速度和密度波动谱内的混合区快照的自相似性，独立的水平切片水平的频谱，和普遍性显示在一个虚拟的独立的内部结构的混合区，测量在重新缩放的空间单位，初始界面扰动。
2008-08-14 physics.flu-dyn
Scale-dependent Rayleigh-Taylor dynamics with variable acceleration by group theory approach
本文研究了加速度驱动的瑞利-泰勒不稳定性。我们回顾了现有的理论方法，应用群论的方法来解决这个长期存在的问题，并产生的瑞利-泰勒（RT）泡和RT尖峰的尺度依赖动力学的统一框架。对于早期的线性动力学，我们提供了RTI演化的加速度参数和初始条件的依赖性。对于后期的非线性动力学，我们找到了一个连续的家庭的渐近解，直接链接的界面速度的界面形态和界面剪切，推导出的解决方案，定期气泡和奇异尖峰，并研究这些解决方案的稳定性。严格描述RT族中特殊非线性解的性质，包括临界解、Taylor解、Layzer-drag解和Atwood解。结果表明，最快的Atwood泡是规则的、稳定的，而最快的Atwood尖峰是奇异的、不稳定的。RT动力学的本质上是多尺度和界面的特性。前者可以通过将气泡和尖峰的RT相干结构看作振幅不断增大的驻波来理解。后者意味着RT流有效地没有远离界面的流体运动，并且在界面附近具有强烈的流体运动，在界面处出现剪切驱动的旋涡结构。我们的理论与现有的观测结果一致，并阐述了广泛的基准，为未来的研究和更好地理解RT驱动的现象等离子体。
2020-07-01 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
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
Structures and Lagrangian statistics of the Taylor-Green Dynamo
通过直接数值模拟分析了一个具有发电机活动的泰勒-格林强迫磁流体动力学（MHD）系统的演化。欧拉坐标系中的速度和磁场的统计特性以及沿流体元素轨迹（拉格朗日坐标系）的统计特性在运动学、非线性和饱和状态之间变化。流体元素（示踪剂）轨迹从混沌准各向同性（运动学阶段）变为平均磁场对齐（饱和阶段）。磁场的概率密度函数（PDF）从运动学中的强非高斯变化到饱和状态中的准高斯PDF，使得它们的平坦度对三个状态的极限点的定义给出精确的处理。此外，沿着流体轨迹的动能和磁能的波动的统计数据也会改变。所有这一切都伴随着速度和磁场波动的相关时间的显着增加所经历的示踪剂显着超过一个湍流大涡翻转时间。一个显着的后果是一个间歇性标度制度的拉格朗日磁场结构功能在异常长的时间尺度。
2014-01-17 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
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
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
Magnetized Ablative Rayleigh-Taylor Instability in 3-D
首次对磁化烧蚀瑞利-泰勒不稳定性进行了三维扩展MHD模拟。以前的2-D模拟声称扰动抑制磁张力被证明是误导，因为它们不包括最不稳定的尺寸。对于沿外加磁场方向的扰动模式，磁场同时减少烧蚀稳定性和增加磁张力稳定性;稳定项被发现占主导地位的外加磁场> 5 T，这两种效应在短波长的重要性增加。对于垂直于所施加的场的模式，磁张力不直接稳定扰动，但由于扰动出现2-D（尽管在与2-D ICF模拟不同的方向上），可能导致适度较慢的生长。在热烧蚀稳定化占主导地位的情况下，所施加的场增加了峰值气泡尖峰高度。电阻扩散被证明是重要的短波长和长时间尺度，减少张力稳定的有效性。
2021-10-04 physics.comp-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
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
Fully 3D Rayleigh-Taylor Instability in a Boussinesq Fluid
当较重的流体覆盖较轻的流体时，就会发生Rayleigh-Taylor不稳定性，并且两者在重力的作用下寻求交换位置。我们提出了线性化理论的任意三维初始扰动增长的时间，并计算早期的接口的演变。介绍了一种新的谱方法用于求解Boussinesq流体中的全三维非线性问题，其中轻流体和重流体之间的界面近似为流体中的光滑但快速的密度变化。大规模数值计算的结果在全三维几何，比较和对比早期的线性化理论。
2019-09-17 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
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
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
Controlled accelerations for Rayleigh-Taylor instability
University of Bristol（布里斯托大学）；Atomic Weapons Establishment（原子武器管理局）
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
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
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
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
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
Turbulence in Binary Bose-Einstein Condensates Generated by Highly Non-Linear Rayleigh-Taylor and Kelvin-Helmholtz Instabilities
对零温下不互溶超冷~（87）Rb原子中瑞利-泰勒不稳定性产生的量子湍流进行了理论研究。我们发现量子涡旋纠缠与先前考虑的超流体有质的不同，这揭示了量子涡旋纠缠与经典湍流之间的深层联系。本QT可以产生在任意小的马赫数，这是一个独特的属性没有发现在以前研究的超流体。通过对耦合的Gross-Pitaevskii方程的数值解，我们发现Kolmogorov标度律对不可压缩的动能是成立的。我们证明，这种现象可以在实验室中观察到。
2014-02-04 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Two- and Three-Dimensional Simulations of Rayleigh-Taylor Instabilities Using a Coupled Cahn-Hilliard / Navier-Stokes Model
我们报告了不混溶流体中Rayleigh-Taylor不稳定性的二维和三维数值模拟。一个扩散界面模型，结合的Cahn-Hilliard方程，控制的体积分数的一种流体的演变，和纳维-斯托克斯方程，控制的体积速度和压力，被使用。由于使用Boussinesq近似，该研究仅限于低阿特伍德数。该代码是基于伪谱方法。首先在瑞利-泰勒不稳定的二维情况下进行线性分析，以确认该模型很好地捕捉到这种现象的情况下，无粘或粘性流体。定量研究了与Cahn-Hilliard方程相关的热力学参数（界面厚度和迁移率）对体系的影响。三维结果的瑞利-泰勒不稳定性的粘性流体，然后显示这种建模的可能性。我们观察到的粘度和初始单模扰动的质量输运在非线性政权的波长的效果。
2020-12-11 cond-mat.soft nlin.PS physics.flu-dyn
