2-73  多介质流体界面不稳定性程序

吴俊峰  王丽丽  叶文华

研制了二维多介质流体程序，主要包括单介质内高精度流体力学计算，多介质混合网格内各种介质输运过程和压力驰豫平衡过程计算、实际状态方程的黎曼解计算。流体计算分别采用高分辨两步PPM(Parabolic Piecewise Method)算法、TVD(Total Variation Diminishing)算法和FCT(Flux Corrected- Transport)算法，流体界面追踪采用VOF(Volume-of-Fluid）。数值求解可压缩多流体方程组和可压缩VOF方程。二维界面追踪分别采用一阶精度Youngs方法和二阶精度Elivira方法，三维界面追踪采用一阶精度Youngs方法。

    因为三维情况二阶精度Elivira方法计算量较大。发展了计算ICF问题的实际状态方程的高效近似黎曼解方法。单介质程序经过经典RT不稳定性问题、经典RM不稳定性问题、激波管中强间断问题和烧蚀RT不稳定性问题的考核，与理论公式和国外程序模拟的结果很好符合。为了考核多介质程序，首先模拟Nova装置高马赫数RM不稳定性实验，与美国三个主要程序(ASCI程序RAGE，Front-Tracking程序和ASCI程序FLASH-PPM)的模拟结果进行了比较，见图 1。其次，分别与以色列核研究所平面冲击波与轻气体球和重气体球的相互作用的实验结果进行了比较，见图 2。比较结果显示模拟结果，与美国3个程序的结果和以色列的实验结果都比较符合。