Turbulent mixing due to hydrodynamic instabilities occurs in a wide range of science and engineering applications such as supernova explosions and inertial confinement fusion. The experimental, theoretical and numerical studies help us to understand the dynamics of hydrodynamically unstable interfaces between fluids in these important problems. In this paper, we present an increasingly accurate and robust front tracking method for the numerical simulations of Richtmyer-Meshkov Instability (RMI) to estimate the growth rate. The single-mode shock tube experiments of Collins and Jacobs 2002 for two incident shock strengths ($M=1.11$ and $M=1.21$) are used to validate the RMI simulations. The simulations based on the classical fifth order weighted essentially non-oscillatory (WENO) scheme of Jiang and Shu 1996 with Yang's artificial compression are compared with Collins and Jacobs 2002 shock tube experiments. We investigate the resolution effects using front tracking with WENO schemes on the two-dimensional RMI of an air/SF$_6$ interface. We achieve very good agreement on the early time interface displacement and amplitude growth rate between simulations and experiments for Mach number $M=1.11$. A 4% discrepancy on early-time amplitude is observed between the fine grid simulation and the $M=1.21$ experiments of Collins and Jacobs 2002.
翻译:实验、理论和数字研究有助于我们了解这些重要问题中流体之间流体体力不稳定界面之间流体动力不稳定性界面这些重要问题的动态。在本文中,我们提出了一种越来越准确和健全的前期跟踪方法,用于里希特梅尔-梅塞科夫(RimI) 利滴滴麦斯科夫(RMI) 不稳定性(RMI) 数字模拟的数字模拟,以估计增长率。 2002年,柯林斯和雅各布斯(Collins和Jacobs)用于两个事件冲击强力(M=1.11美元和1.11美元)的单一摩式冲击管实验,用于验证RMI的模拟。根据经典第五级(第五级加权基本上非悬非悬浮(WENO)计划以及1996年江和Shu、1996年杨人工压缩(WYang)的经典第五级(WENO)计划进行的模拟,与科林斯和2002年雅各布冲击管实验进行了比较。我们利用与WENO计划在空气/SF$_6美元的双维RMI接口的两维RNO计划进行前期跟踪调查分辨率影响。我们就早期交点隔断点汇流流和美元(A1美元/SF1美元)在2002年1月1月1号的模拟和4M1号的模拟和实验和2002年12号之间模拟和实验中,在A1号A1和2002年试验中观察到1号A1号之间模拟和2002年1号的早期汇率差差差差差1和2002年1和2002年1号之间,我们1号A1和实验的A1美元的A1号之间,我们1和2002年1的A1年1年1的模拟和2002年1年1年1年1年1年1年1年1年1和实验的1年1月1月1年1的模拟和实验的A1的1的1的1的1的1的1和2002年1月1年1年1年1的1和实验的1的1的1和2002年1月1和4月1月1和试验之间的1的1的1的1的1的1的1的1的1的1的1的1的1和2002年1年1的1年1的1的1年1年1的1月1的