On Richtmyer-Meshkov unstable dynamics of three-dimensional interfacial coherent structures with time-dependent acceleration
Richtmyer-Meshkov不稳定性（RMI）在科学和工程的许多领域中起着重要的作用，从超新星和聚变到超燃冲压发动机和纳米制造。经典的Richtmyer-Meshkov不稳定性是由定常冲击和脉冲加速度引起的，而在现实环境中，加速度通常是可变的。我们专注于由加速度与幂律时间相关的RMI和应用群论来解决长期存在的问题。对于早期的动力学，我们发现的增长率的依赖于初始条件，并表明它是独立的加速度参数。对于后期的动力学，我们发现一个连续的家庭定期渐近解，包括他们的曲率，速度，傅立叶振幅，和界面剪切，我们研究他们的稳定性。对于每一种解决方案，界面动力学是直接链接到界面剪切，非平衡速度场具有强烈的流体运动界面附近，有效地没有运动的散装。最快稳定解的准不变性表明RMI中的非线性相干动力学的特征在于两个宏观尺度-波长和振幅，与观测结果一致。一些特殊的解决方案的属性进行了概述，这些分别是，阿特伍德，泰勒，收敛，最小剪切，临界气泡，等等。我们还阐述了新的理论基准，为未来的实验和模拟。
2019-11-28 physics.flu-dyn
Investigating the Effect of Relaxation Time on Richtmyer-Meshkov Instability under Reshock Impact: A Two-Component Discrete Boltzmann Method Study
采用两组分离散 Boltzmann 方法模拟再冲击下的 RM 不稳定性，揭示弛豫时间通过增强扩散耗散抑制界面增长，并使非平衡行为呈现多机制竞争的复杂规律。
2025-03-18 physics.flu-dyn
Turbulent transport and mixing in the multimode narrowband Richtmyer-Meshkov instability
平均动量和重质量分数，湍流动能，和重质量分数的变化领域，以及他们的输运方程的预算，在几次审查的发展过程中的窄带Richtmyer-Meshkov不稳定性启动的马赫数1.84激波穿越扰动界面分离气体的密度比为3。使用Thornber等人的θ组研究[Phys. Fluids 29，105107（2017）]中提出的四种算法的“四分之一尺度”数据计算结果。本研究受到Schilling和Mueschke [Phys. Fluids 22，105102（2010）]使用直接数值模拟数据对瑞利-泰勒不稳定性和混合进行的先前类似研究的启发。除了比较四个隐式大涡模拟代码的数据的预测，预算被用来量化的输运方程中的条款的相对重要性，和平衡的条款被用来推断数值耗散。从流动的可压缩性所产生的条款进行审查，特别是，即，压力膨胀。研究结果对验证Richtmyer-Meshkov不稳定性的大涡模拟和雷诺平均模拟具有重要意义。
2019-10-31 physics.flu-dyn
Analysis of second-moments and their budgets for Richtmyer-Meshkov instability and variable-density turbulence induced by re-shock
利用高分辨率可压缩Navier-Stokes数值模拟的数据，用二阶矩分析方法研究了马赫数为1.45的激波和随后的二次激波在两种高Atwood数理想气体（六氟化硫和空气）交界面上引起的非线性Richtmyer-Meshkov不稳定性和混合转捩。分析首先解决了两个二阶矩的重要性：湍流质量通量和密度比体积协方差，连同他们的运输方程。这些量在该变密度流中Favre平均雷诺应力和湍流动能的发展中起着至关重要的作用。然后，网格的敏感性和时间演变的湍流量，其中包括二阶矩进行了研究，其次是详细研究的传输方程的二阶矩，包括雷诺应力和湍流动能与良好的解决数据前再冲击。再激波后，同样的，但大尺度的湍流量的预算进行了研究的子过滤器尺度应力的影响考虑。这些大规模的数量的预算示出从数值正则化有一个微不足道的影响。最后，还考察了子过滤尺度应力对不同过滤程度下大尺度湍流量收支的影响。
2022-04-15 physics.flu-dyn
Effects of reflection distance on Richtmyer-Meshkov instability in the reshock process: A discrete Boltzmann study
本研究采用双组分离散Boltzmann方法数值探究再冲击过程中反射距离对Richtmyer-Meshkov不稳定性的影响，发现反射距离越大再冲击后界面变形等效应越复杂，二次冲击会增强不稳定性演化，非平衡行为受多波作用呈现复杂动力学。
2025-02-23 physics.flu-dyn
On the Richtmyer-Meshkov instability evolving from a deterministic multimode planar interface
研究了激波诱导的轻重气体湍流混合，其中$\Ma = 1.5$激波引发了Richtmyer-Meshkov不稳定性。所规定的初始条件定义了气体之间的确定性多模界面扰动，其可以针对不同的模拟代码和分辨率精确地施加以允许定量比较。采用两种不同的、独立开发的数值方法进行高分辨率的大涡模拟，目的是评估湍流结构、预测不确定性和收敛行为。这两种数值方法在所采用的子网格尺度正则化方面有根本的不同，每种方法都代表了RMI的最新方法。与以往的研究不同，本调查的重点是量化的数值方法引入的不确定性，因为有强有力的证据表明，亚网格尺度正则化和截断误差可能有显着影响的线性和非线性阶段的RMI演变。傅立叶诊断表明，较大的能量包含规模迅速收敛，增加网格分辨率，从而在两个数值方法非常一致。梯度相关的量，如拟能和标量耗散率的频谱，表现出较强的依赖性的小尺度流场结构的截断误差的影响，其中一个数值方法是占主导地位的耗散和其他占主导地位的色散的后果。
2014-06-13 physics.flu-dyn
Reynolds number dependence of turbulence induced by the Richtmyer-Meshkov instability using direct numerical simulations
本文通过窄带初始条件的直接数值模拟，系统考察Richtmyer-Meshkov不稳定性湍流混合层对Re0的依赖，并给出耗散渐近值与混合转捩判断。
2023-04-26 physics.flu-dyn
Contribution of Mach number on the evolution of Richtmyer-Meshkov instability induced by shock-accelerated square light bubble
里希特迈尔-梅什科夫（RM）不稳定性由于其在科学研究中的重要意义以及在工程应用中的关键作用而一直是一个有趣的课题。本文通过数值模拟研究了激波马赫数对激波加速方形光泡诱导RM不稳定性演化的影响。方形气泡由氦气组成，周围（环境）气体为氮气。三种情况下的入射冲击强度被认为是：Ms = 1.21，1.7，和2.1。采用均匀网格下的显式混合模态间断Galerkin格式数值求解二维非定常可压Navier-Stokes-Fourier方程组。数值结果表明，在平面激波与方形轻气泡相互作用过程中，激波的马赫数起着重要的作用。激波马赫数引起流动形态的显著变化，导致复杂的波型、涡量产生、涡的形成和气泡变形。与低马赫数相比，高马赫数产生较大的卷起涡链，较大的向内喷流形成，以及具有较大膨胀的较强混合区。通过涡量的产生、涡度拟能的演化以及耗散率等现象详细探讨了马赫数的影响。最后，综合分析了马赫数对激波轨迹和界面特征随时间变化的影响。
2021-08-28 physics.flu-dyn
Suppression of Richtmyer-Meshkov instability via special pairs of shocks and phase transitions
经典的Richtmyer-Meshkov不稳定性是一种流体动力学不稳定性，描述了冲击载荷作用下界面的演化。与其他流体动力学不稳定性（如瑞利-泰勒不稳定性）相比，它是无条件不稳定的：无论激波通过的方向如何，任何与平坦界面的偏差都会被放大。在这篇文章中，我们表明，负阿特伍德数，存在特殊的序列的冲击，导致几乎完美的抑制不稳定性的增长。我们证明了这一原则的计算和实验与阶梯传单和相变材料。一个有趣的直接推论是，在特定情况下，相变材料可以自抑制RMI。
2023-03-23 cond-mat.other physics.flu-dyn
Cooling Effect of the Richtmyer-Meshkov Instability
我们提供的数值证据表明，Richtmyer-Meshkov（RM）的不稳定性有助于相对论流体的冷却。由于存在穿过介质的射流颗粒，以马赫锥的形式产生冲击波。多个激波的相互作用可以触发RM不稳定性，我们已经发现，这一过程导致相对论流体的下冷却。为了证实冷却效果的不稳定性，激波管Richtmyer-Meshkov不稳定性模拟进行。此外，为了提供一个实验观察的RM不稳定性所造成的马赫锥相互作用，我们测量的两个粒子的关联函数和突出的相互作用的影响。模拟已经进行了改进版本的相对论晶格玻尔兹曼模型，包括一般状态方程和外力。
2015-07-28 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.flu-dyn
Collaboration and Competition Between Richtmyer-Meshkov instability and Rayleigh-Taylor instability
用多重弛豫时间离散Boltzmann模型模拟了二维Richtmyer-Meshkov不稳定性（RMI）系统和瑞利-泰勒不稳定性（RTI）共存系统。研究发现，对于RMI系统，全局平均的无组织能通量与温度不均匀性的相关性接近1，全局平均的无组织动量通量与速度不均匀性的相关性以及全局平均的热力学非平衡强度与密度不均匀性的相关性也很高.在与RTI共存的系统中，研究了两种不稳定性的协同和竞争机制。在RMI占主导地位的情况下，观察到一个有趣的界面反转过程。给出了RMI占优和RTI占优的参数域。研究了重力加速度和马赫数对非平衡态的影响，较好地探讨了RTI和RMI强度对混合程度的影响。
2018-04-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Early-time dynamics of the Richtmyer-Meshkov instability at Kelvin-Voigt viscoelastic interfaces
School of Engineering, Brown University（布朗大学工程学院）
该研究针对开尔文-沃伊特黏弹性界面的里希特迈耶-梅什科夫不稳定性早期动力学，通过线性稳定性分析推导了隐式色散关系，明确了黏弹性数对增长率的调控机制，为受冲击界面响应提供理论判据。
2026-10-12 physics.flu-dyn
Numerical Simulation of an Idealised Richtmyer-Meshkov Instability Shock Tube Experiment
本文通过隐式大涡模拟和直接数值模拟研究初始条件对早期至中期Richtmyer-Meshkov不稳定性的影响，发现宽带扰动下θ估计值在0.44-0.52间且与实验吻合，并指出基于速度场推断浓度场特性需谨慎。
2023-07-30 physics.flu-dyn
Richtmyer-Meshkov Instability of an Imploding Flow with a Two-Fluid Plasma Model
数值研究了无初始磁场作用下圆柱形轻/重密度界面的双流体（离子和电子）等离子体Richtmyer-Meshkov不稳定性。改变德拜长度尺度，我们研究电子和离子流体之间的耦合的影响。当耦合变强时，电子被限制为与离子共同移动，并且所产生的演化类似于流体动力学中性流体的情况。在电子和离子之间发生的电荷分离导致自生电磁场。结果表明，当电子和离子之间的耦合较弱时，Biermann电池效应主导了磁场的产生。除了在流动减速过程中的瑞利-泰勒稳定效应外，界面还被诱导的时空变化的洛伦兹力加速。结果，扰动发展成瑞利-泰勒不稳定性，导致扰动振幅与流体动力学情况相比有所增强。
2020-02-29 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Richtmyer-Meshkov Instability at high Mach Number: Non-Newtonian Effects
本研究通过数值模拟探究负Atwood数下流体剪切稀化行为对高马赫数Richtmyer-Meshkov不稳定性的影响，明确了相关物理机制，发现该效应显著影响不稳定性增长，对多领域应用有重要意义。
2024-04-11 physics.flu-dyn
Dynamics of cellular flame deformation after a head-on interaction with a shock wave: reactive Richtmyer-Meshkov instability
激波-火焰相互作用是许多燃烧应用中的基本问题，其范围从超音速推进应用中的火焰加速到火焰控制。本论文旨在量化的相互作用所造成的火焰表面和燃烧速度的变形率，并澄清潜在的机制。对Hele-Shaw激波管中单激波与胞状火焰的相互作用进行了实验、数值和理论研究。选择化学计量的氢-空气在低于大气压的压力下的混合物，使得可以隔离大电池，并且在相互作用之后精确地研究它们的变形。在入射激波和涡量沿火焰表面沉积通过之后，火焰尖变平并向后反转到燃烧气体中。然后，反转的火焰经历四个阶段。在显著小于特征火焰燃烧时间的时候，由于具有非线性效应的Ricthmyer-Meshkov不稳定性，火焰前缘变形为惰性界面。在与层流火焰时间相当的时间，由于化学能释放而引起的膨胀放大了Ricthmyer-Meshkov不稳定性的增长率。这一阶段是突然终止所产生的火焰漏斗的横向烧毁，随后由一个较长的前重新调整到一个新的细胞火焰上的火焰的细胞时间尺度上发展。建议的火焰演化模型允许预测的火焰的几何形状和燃烧速率的任意冲击强度低于冲击诱导自燃点和火焰单位路易斯数在二维的演变。
2021-06-02 physics.flu-dyn
Bursting water balloons
本文对充水气球撞击刚性平面的破裂过程进行了实验研究，观察到了三个不同的流动阶段。由于冲击，在气囊表面上形成波浪，其回复力是乳胶中的张力。膜破裂后，立即观察到球囊回缩产生的剪切不稳定性。在稍后的时间，观察到的界面振幅的较大规模的增长，这可以被视为一种现象的表现，称为里希特迈尔-梅什科夫不稳定性。这种流动与经典的Richtmyer-Meshkov不稳定性的理解密切相关，因为气球内外的流体之间存在密度差。此外，实验表明，这种增长的接口也可能发生时，没有密度差的气球，这种情况下，不会出现标准的里希特迈尔-梅什科夫不稳定性。
2011-10-14 physics.flu-dyn
Passive freeze-out of the Richtmyer-Meshkov instability
Imperial College London（帝国理工学院）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；ESRF - The European Synchrotron（欧洲同步辐射装置）；Technion–Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；First Light Fusion Ltd.（第一束聚变有限公司）
本研究通过在正弦靶表面制造亚表面空洞，首次实验观察到Richtmyer-Meshkov不稳定性在低压模拟条件下的被动冻结，通过将单个冲击波转化为较弱冲击波序列，抑制不稳定性增长超过70%。
2026-02-24 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Reducing Richtmyer Meshkov Instability Jet Velocity via Inverse Design
本研究应用逆向设计和遗传算法优化聚能装药射流类似物的硅胶缓冲层设计，以最大程度改变射流速度，并通过实验验证了该非直观最优设计的有效性与建模准确性。
2023-10-10 physics.app-ph physics.flu-dyn
On the fundamentals of Richtmyer-Meshkov dynamics with variable acceleration
里希特迈尔-梅什科夫不稳定性（RMI）在自然界和科学技术中扮演着重要的角色，从超新星和聚变到超燃冲压发动机和纳米制造。正则Richtmyer-Meshkov不稳定性是由定常冲击和脉冲加速度引起的，而在现实环境中，加速度通常是可变的。本文研究了由加速度引起的具有幂律时间依赖性的RMI问题，并应用群论解决了经典问题。对于早期动力学，我们发现RMI增长率依赖于初始条件，并表明它是免费的加速参数。对于晚期动力学，我们找到了一个连续族的正则渐近解，包括它们的曲率、速度、傅立叶振幅和界面剪切，并研究了解的稳定性。对于每一个解决方案，界面动力学是直接链接到界面剪切，和非平衡速度场具有强烈的流体运动界面附近，有效地没有运动的散装。最快稳定解的准不变性表明RMI中的非线性相干动力学的特征在于两个宏观尺度-波长和振幅，与观测结果非常一致。我们阐述了新的理论基准的实验和模拟，并提出了一个假设的粘性效应在界面非线性RMI的作用。
2019-02-04 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Large eddy simulation requirements for the Richtmyer-Meshkov Instability
采用大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）研究了激波诱导的两种气体在扰动界面处的混合。在模拟中，速度场和组分质量分数的物理耗散经常与数值方法误差引起的数值耗散竞争。在DNS中，计算网格解决了流动的所有物理梯度，并且数值耗散的相对影响很小。在大涡模拟中，存在未解决的尺度，数值耗散对流动有很大的影响，这取决于计算网格。一套模拟探索这两个极端之间的空间，通过研究网格分辨率，雷诺数和数值方法对混合过程的影响。从DNS的结果显示使用两种不同的代码，使用高阶和低阶的数值方法，并显示收敛的时间和光谱相关的量与混合。粗LES的数据也提出，包括网格收敛研究。提出了一种有效粘度模型，该模型允许对LES模型、数值和模拟的物理雷诺数不可知的模拟数据进行后验分析。一个有效的物种扩散率的类似近似。该框架可用于估算未来模拟的有效雷诺数和施密特数，阐明数值耗散对任意数值方法混合过程的影响，并为未来计算的分辨率要求提供指导
2014-03-14 physics.flu-dyn
Late-time growth rate, mixing and anisotropy in the multimode narrowband Richtmyer--Meshkov Instability: the $θ$-Group Collaboration
本文用八个独立的程序，通过一系列两种初始条件的高分辨率三维数值模拟，研究了湍流Richtmyer-Meshkov不稳定性。模拟初始化与窄带扰动，使不稳定性增长是由于非线性耦合/反向散射从充满活力的模式，从而产生最低的预期增长率从纯RMI。通过独立评估每个算法的结果，并计算多个算法的总体平均值，结果允许量化关键流特性以及由于不同的数值方法而导致的不确定性。本文提出了一个新的分析模型，预测了多模态窄带扰动的初始层增长，以及线性和非线性相结合的两个模型。总的来说，生长速率指数被确定为$θ=0.292 \pm 0.009$，与先前的研究一致;然而，指数随时间缓慢衰减。$θ$被证明是相对不敏感的混合层宽度测量的选择。渐近积分分子混合措施$Θ=0.792\pm 0.014$，$Ξ=0.800 \pm 0.014$和$Ψ=0.782\pm 0.013$，这是低于一些实验测量，但在以前的数值研究的范围内。所有算法的流场都显示出持续的各向异性，在最新的时间内，与垂直方向相比，激波平行方向的动能高出49 - 66%，并且没有显示出任何恢复到各向同性的情况。当按积分宽度缩放时，在不同时刻的平面平均体积分数分布相当好地塌陷，这意味着该层可以由单个长度尺度描述，因此可以由单个$θ$描述。定量数据给出的合奏平均值和个人的算法提供了有用的基准结果，为今后的研究。
2017-06-30 physics.flu-dyn
The influence of initial perturbation power spectra on the growth of a turbulent mixing layer induced by Richtmyer-Meshkov instability
本文研究了不同的宽带扰动对马赫数为1.84的激波穿过密度比为3：1的扰动分离气体界面所引起的Richtmyer-Meshkov湍流混合层演化的影响。在一系列精心设计的数值模拟网格分辨率高达$3.2\times10^9$细胞的界面扰动模式的带宽，以及它们的相对振幅，是不同的。三种不同的扰动被认为是由功率谱的形式$P(k)\propto k^m$，其中$m=-1$，$-2$和$-3$。混合层的生长强烈依赖于初始条件，与生长速率指数$θ$被发现是$0.5$，$0.63$和$0.75$的每个值的$m$在最高的网格分辨率。的分子混合分数$Θ$的渐近值也示出与$m$显着变化，在最新的时间考虑$Θ$是$0.56$，$0.39$和$0.20$分别。湍流动能（TKE）也分析了在时间和光谱域。TKE的时间衰减率被发现不匹配的预测值的$n=2-3θ$，这是由于随时间变化的{归一化耗散率$C_ε$ }。在谱空间中，数据在低波数下遵循$k^{(m+2)/2}$的理论标度，在高波数下分别趋向于横向和法向速度分量谱的$k^{-3/2}$和$k^{-5/3}$标度。这些结果是对以前关于宽带初始扰动引起的Richtmyer-Meshkov不稳定性的研究的一个重要扩展，并为今后的研究提供了有用的基准。
2020-03-18 cs.CE physics.flu-dyn
Using Conservation Laws to Infer Deep Learning Model Accuracy of Richtmyer-meshkov Instabilities
Lawrence Livermore National Security, LLC（劳伦斯利弗莫尔国家安全有限责任公司）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
Richtmyer-Meshkov不稳定性（RMI）是激波通过扰动界面时发生的一种复杂现象。为了研究参数化高速撞击下RMI的形成，进行了超过一千次的流体动力学模拟。深度学习用于学习初始几何扰动到密度和速度的全场流体动力学解的时间映射。连续性方程用于将物理信息包括到损失函数中，然而仅以额外的训练复杂性为代价得到非常小的改进。来自深度学习模型的预测似乎可以准确地捕获域内各种几何条件下的时间RMI形成。第一原理物理定律进行了研究，以推断模型的预测能力的准确性。虽然连续性方程似乎与模型的准确性无关，但质量和动量守恒与准确性的相关性很弱。由于守恒定律可以从深度学习模型中快速计算出来，因此它们在需要相对准确性测量的应用中可能很有用。
2022-07-19 cs.LG physics.comp-ph physics.flu-dyn
Relativistic effects on the Richtmyer-Meshkov instability
对Richtmyer-Meshkov（RM）不稳定性的相对论效应的理论和数值分析揭示了新的和潜在的非常有用的效果。我们发现，与非相对论的情况下，RM不稳定性的增长率强烈依赖于状态方程的流体，打开的可能性推断状态方程的RM不稳定性的实验观察。与非相对论的情况相反，我们还发现，在流体速度的临界值以上，由于洛伦兹因子，不稳定性的增长率反直觉地降低，并且在超相对论极限中消失，因为粒子的速度接近光速。这两种效应可能证明对前沿应用非常有用，例如研究夸克-胶子物质的状态方程和设计快速点火惯性约束聚变（ICF）方案。我们进行了线性稳定性分析，以表征不稳定性，为任意状态方程，并实施数值模拟，研究在非线性制度的不稳定性，使用状态方程的理想气体。此外，基于数值结果，我们提出了一个一般的表达式，表征的长期演变的不稳定性。
2013-09-02 astro-ph.HE physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Explosively driven Richtmyer--Meshkov instability jet suppression and enhancement via coupling machine learning and additive manufacturing
本研究通过2D/3D流体动力学模拟与优化方法设计成型装药参数，以增强或抑制由Richtmyer--Meshkov不稳定性引发的射流，并利用增材制造技术生产复杂装药组件，在劳伦斯利弗莫尔国家实验室实验验证了优化设计的有效性。
2024-05-01 physics.app-ph physics.flu-dyn
High order numerical simulations of the Richtmyer Meshkov instability in a relativistic fluid
本文采用自适应网格加密（AMR）的高阶数值模拟方法研究了相对论理想流体的Richtmyer-Meshkov（RM）不稳定性。数值格式采用有限体积加权基本无振荡（WENO）重构以提高空间精度，采用局部时空间断Galerkin预估方法以获得时间高阶精度，采用高阶单步时间更新格式和“逐单元”时空AMR策略，并采用时间精确的局部时间步进。以这种方式，三阶精度（在空间和时间）的RM不稳定性的数值模拟进行，跨越了很宽的参数空间。我们提出的结果的情况下，轻的流体渗透到一个较高的密度（阿特伍德数$A>0$），并在一个较重的流体渗透到一个较低的密度（阿特伍德数$A<0$）的情况下。我们发现，当入射激波的洛伦兹因子γ_s较大时，相对论RM不稳定性被大大削弱并最终被抑制。更具体地说，线性相RM不稳定性的增长率在临界值γ_s ~ [1.2，2]处有一个局部极大值。此外，我们还揭示了一个真正的相对论效应，在牛顿流体力学中不存在，这产生在三维配置与非零速度分量相切的入射激波阵面。在这种情况下，RM不稳定性受到强烈影响，通常导致流体的混合效率较低。
2014-11-03 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Bridging the local and the global: a physically constrained buoyancy--drag model for unified prediction of Rayleigh--Taylor and Richtmyer--Meshkov mixing widths across density ratios
College of Mechanical and Electrical Engineering, Beijing University of Chemical Technology（北京化工大学机电工程学院）；Institute of Applied Physics and Computational Mathematics（应用物理与计算数学研究所）；National Key Laboratory of Computational Physics（计算物理学国家重点实验室）；Center for Applied Physics and Technology, HEDPS, College of Engineering, Peking University（北京大学工程与应用物理与技术中心）
该研究提出一种物理约束浮力-阻力模型，结合局部界面动力学与全局质量守恒，可跨密度比统一预测RT和RM混合宽度，无需逐案调整即可准确描述不同混合场景的演化。
2026-09-03 physics.flu-dyn
Richtmyer-Meshkov Instability of a Liquid-Gas Interface Driven by a Cylindrical Imploding Pressure Wave
内爆的熔融铅壳对圆柱形气泡的压缩可能伴随着由于界面的初始缺陷而在液-气界面处的Richtmyer-Meshkov（RM）不稳定性的发展。冲击在界面上的会聚压力波导致液体壳分离并继续向内行进，压缩气泡。RM不稳定性的发展会影响压缩和坍塌演化的效率。已经在极端阿特伍德数$A=-1$的情况下进行了调查，并对工作流体中的液体空化进行了建模。使用开源CFD软件OpenFOAM对General Fusion公司正在开发的原型压缩系统的一组相关参数进行了模拟。用于用作磁化目标融合（MTF）驱动器。在平面几何形状中验证了数值设置后，在2D圆柱几何形状中对初始光滑和扰动界面进行了模拟。在可能的情况下，结果已验证对现有的理论模型和非常好的协议已经found. While我们的主要重点是对初始扰动振幅和方位角模式数的影响，我们也解决这个问题和那些通常被认为是，如RM不稳定性在两种气体之间的界面具有中等密度比之间的差异。一个重要的区别是在坍塌的最后阶段形成了迅速向内传播的狭窄熔融铅射流。射流行为已被观察到的方位角模式数和扰动幅度的范围。
2013-11-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Direct numerical simulation of the multimode narrowband Richtmyer-Meshkov instability
通过直接数值模拟（DNS）由$\textrm{Ma}=1.84$激波引发的确定性界面扰动的演化，研究了平面Richtmyer-Meshkov不稳定性（RMI）的早期到中期的行为。模型问题是最近$θ$组合作[物理。流体。29（2017）105107]。网格收敛性研究表明，Kolmogorov微尺度解决了最好的网格的整个模拟期间，积分和光谱量的兴趣收敛。比较隐式大涡模拟（ILES）的结果从$θ$组合作，使用相同的数值算法产生的。与ILES相比，DNS中的湍流动能（TKE）总量有所减少，特别是在横向方向上，导致流动中的各向异性水平更高（在最近考虑的时间，在激波平行方向上的TKE增加了70%对40%）。TKE转移到横向分量的这种减少被证明是由于二次不稳定性的粘性抑制。总的来说，DNS和ILES之间在大尺度上的一致性非常好，因此混合宽度和增长率指数$θ$非常相似。然而，在小尺度行为中存在显著差异，在混合分数$Θ$和$Ξ$获得的最小值中观察到38%的差异。还观察到TKE后期衰减的差异，DNS和ILES的衰减率分别计算为$τ^{-1.41}$和$τ^{-1.25}$。
2019-11-05 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A multiscale model for Rayleigh-Taylor and Richtmyer-Meshkov instabilities
我们开发了一种新的多尺度模型的界面运动的瑞利-泰勒不稳定性（RTI）和里希特迈尔-梅什科夫不稳定性（RMI）的二维，无粘，可压缩流与涡，产生一个快速运行的数值算法，产生定性和定量相似的结果，解决气体动力学代码，同时运行大约两个数量级（在时间上）更快。我们的多尺度模型是建立在一个新的可压缩-不可压缩分解的速度场$u=v+w$。速度的不可压缩分量$w$也是无旋的，并且使用不可压缩欧拉方程的Birkhoff-Rott奇异积分公式的新的渐近模型来求解，该模型将问题减少到一个空间维度。这种渐近模型，称为高阶$z$ -模型，使用小的非局部性作为渐近参数，允许界面翻转和卷起，并产生一个显着的简化方程描述的涡度振幅的演变。速度的不可压缩分量$w$控制界面的小尺度结构，并且可以在精细网格上有效地求解。同时，速度$v$的可压缩分量在接触间断附近保持连续，并且可以在相对粗糙的网格上计算，同时从$w$接收亚网格尺度信息。我们首先验证不可压缩高阶$z$模型与经典RTI实验以及全点涡模拟的比较。然后，我们考虑RTI和RMI问题，我们的多尺度模型的可压缩流与涡，并显示出良好的协议与我们的高分辨率气体动力学解决方案。
2019-12-10 physics.comp-ph 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
Revealing Low-Dimensional Structure in 2D Richtmyer-Meshkov Instabilities via Parametric Reduced-Order Modeling
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文提出基于 LaSDI 的二维 RMI 参数化降阶模型，仅用晚期部分观测即可构建高效代理，并经 autoencoder 变换揭示其非线性增长阶段的低维线性结构。
2025-10-17 cs.AI physics.flu-dyn
The Richtmyer-Meshkov Instability of Thermal, Isotope, and Species Interfaces in a five-moment multi-fluid plasma
The University of Queensland（昆士兰大学）
本研究采用多流体等离子体模型，模拟了热、组分、同位素界面的里希特迈耶-梅什科夫不稳定性，发现不同界面演化差异显著，电子流体密度比及离子-电子耦合程度是关键影响因素。
2026-10-09 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Nonequilibrium kinetics effects in Richtmyer-Meshkov instability and reshock processes
本研究利用双流体离散玻尔兹曼方法研究Richtmyer-Meshkov不稳定性及再激波过程中的非平衡动力学效应，发现热力学非平衡量在激波过程中表现出复杂但具启发性的行为，且混合区与流场区域分别主导不同熵产生率分量，轻流体熵产生率高于重流体。
2023-08-23 cond-mat.stat-mech nlin.CG physics.app-ph
Effects of Initial Condition Spectral Content on Shock Driven Turbulent Mixing
由于Richtmyer-Meshkov不稳定性和随之而来的湍流行为引起的物质混合在各种物理系统中引起了强烈的兴趣，包括惯性约束聚变，燃烧和恒星演化的最后阶段。对激波驱动混合的大量数值和实验室研究已经证明了与激波引起的湍流开始相关的丰富行为。在这里，我们报告的进展，了解冲击驱动的混合在不同密度的流体之间的接口，通过三维数值模拟使用隐式大涡模拟的背景下的湍流代码。我们考虑了一个激波管结构，在低密度气体（空气）中嵌入一个高密度气体（SF $_6$）带。马赫数为1.26的激波通过SF $_6$带，导致由Richtmyer-Meshkov不稳定性驱动的向湍流的转变。当稀疏波和从后壁反射的二次激波通过SF $_6$带时，系统被跟踪。我们应用各种初始扰动的物理标准偏差，波数范围，和扰动的光谱斜率保持不变，但最初存在的模式的数量是不同的两种流体之间的接口。通过这样降低界面初始谱模的密度，我们发现，我们可以实现多达25%的总混合在后期。这对处理三维和降维模拟模型中应用于材料界面的初始条件具有潜在的直接影响。
2015-06-25 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Influence of Turbulent Fluctuations on Detonation Propagation
本文研究了不稳定爆轰的反应区结构和燃烧机理。实验主要研究了细通道中二维甲烷-氧气胞状爆轰。足够高的时间分辨率允许确定激波分布的PDF，指数为-3的幂律，以及未反应袋从其边缘的燃烧速率-通过表面湍流火焰，其速度大约是当地条件下层流火焰的3-7倍。采用一种新的大涡模拟方法进行了数值模拟，其中由于自燃和湍流输运的反应，并在亚网格尺度下的反应扩散公式处理。该模型是Kerstein和Menon的线性涡模型的推广，用于大涡模拟，以处理具有激波和快速气体动力学瞬变的流动。二维模拟很好地恢复了层流火焰速度的放大，这是由于主要由源自三相点的剪切层产生的湍流以及随后与内部压力波相关的Richtmyer-Meshkov不稳定性。这些模拟澄清了所产生的湍流水平如何控制囊袋的燃烧速率、波的流体动力学厚度、蜂窝结构及其分布。三维模拟被发现在一般良好的协议与二维的，在亚网格尺度模型捕获随后的湍流燃烧，一旦规模与细胞动力学，其中湍流动能注入，得到很好的解决。
2016-10-04 physics.flu-dyn
Impact of transverse strain on linear, transitional and self-similar turbulent mixing layers
University of Sydney（悉尼大学）；CSIRO Environment（澳大利亚联邦科学与工业研究组织环境部门）；AWE（英国原子能管理局）；Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
研究探讨了横向应变对混合层发展的影响，通过平面几何应用横向应变率，推导了平面几何中线性阶段的模型，并通过模拟验证了横向压缩下不稳定性增长的放大。
2025-02-19 physics.flu-dyn
A local intermittency based Reynolds-averaged transition model for turbulent mixing induced by interfacial instabilities
本文将边界层转捩中的间歇因子 $γ$ 引入 RANS 混合模型，通过局部输运方程约束 Reynolds 应力和浮力源项，并在再冲击 RM 混合案例中验证了转捩预测能力。
2023-09-29 physics.flu-dyn
