Richtmyer–Meshkov instability (original) (raw)
The Richtmyer–Meshkov instability (RMI) occurs when two fluids of different density are impulsively accelerated. Normally this is by the passage of a shock wave. The development of the instability begins with small amplitude perturbations which initially grow linearly with time. This is followed by a nonlinear regime with bubbles appearing in the case of a light fluid penetrating a heavy fluid, and with spikes appearing in the case of a heavy fluid penetrating a light fluid. A chaotic regime eventually is reached and the two fluids mix. This instability can be considered the impulsive-acceleration limit of the Rayleigh–Taylor instability.
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| dbo:abstract | L'instabilité de Richtmyer-Meshkov (IRM) se produit quand une interface entre fluides de densités différentes est accélérée par une impulsion, par exemple par le passage d'une onde de choc. Le développement de l'instabilité commence par des perturbations d'amplitude faible qui se développent d'abord linéairement avec le temps. Cet état est suivi d'un régime non linéaire avec des bulbes qui apparaissent dans le cas d'un fluide léger pénétrant un fluide lourd, et avec l'apparition de zones de transition dans le cas d'un fluide lourd pénétrant un fluide léger. Ensuite, un régime chaotique est atteint et les deux fluides se mélangent. Pendant l'implosion d'une cellule de fusion à confinement inertiel, la cellule chaude entourant le combustible deutérium-tritium est accélérée par le choc. Le mélange entre le matériau de la cellule et le combustible n'est pas souhaité et des efforts sont faits pour minimiser toutes les imperfections ou irrégularités. À une échelle totalement différente, des matériaux dus à une fusion stellaire (par exemple le Cobalt-56) ont été observés plus tôt que prévu dans la supernova 1987A, mettant ainsi en évidence un mélange turbulent dû aux instabilités de Richtmyer-Meshkov et de Rayleigh-Taylor. Entre ces deux extrémités, la combustion supersonique dans un réacteur de type Scramjet peut tirer bénéfice de l'IRM qui permet d'accroitre l'interface entre carburant et comburant par l'atomisation du carburant en gouttelettes plus fines. L'étude de la transition déflagration-détonation (TDD) prouve que l'accélération spontanée de la flamme due à l'IRM peut engendrer une détonation. L'IRM peut être considérée comme la limite de l'état d'accélération de l'instabilité de Rayleigh-Taylor. R.D. Richtmyer a fourni une prévision théorique dans l'article "Taylor instability in a shock acceleration of compressible fluids", Communications on Pure and Applied Mathematics 13, 297-319 (1960). E.E. Meshkov a donné la vérification expérimentale dans l'article "Instability of the Interface of Two Gases Accelerated by a Shock Wave", Soviet Fluid Dynamics 4 ,101-104 (1969). (fr) The Richtmyer–Meshkov instability (RMI) occurs when two fluids of different density are impulsively accelerated. Normally this is by the passage of a shock wave. The development of the instability begins with small amplitude perturbations which initially grow linearly with time. This is followed by a nonlinear regime with bubbles appearing in the case of a light fluid penetrating a heavy fluid, and with spikes appearing in the case of a heavy fluid penetrating a light fluid. A chaotic regime eventually is reached and the two fluids mix. This instability can be considered the impulsive-acceleration limit of the Rayleigh–Taylor instability. (en) Неустойчивость Рихтмайера — Мешкова возникает между двумя контактирующими сплошными средами различной плотности, когда поверхность раздела испытывает импульс ускорения, например при прохождении ударной волны. Развитие неустойчивости начинается с возмущения малой амплитуды, которая первоначально возрастает линейно со временем. Далее неустойчивость приобретает нелинейный характер со смешиванием веществ. Неустойчивость Рихтмайера — Мешкова является предельным случаем неустойчивости Рэлея — Тейлора, когда постоянное воздействие силы заменяется на краткий импульс. теоретически предсказал возможность развития такого рода неустойчивости, а Евгений Мешков впервые осуществил её экспериментально. (ru) 里克特迈耶－梅什科夫不稳定性（英語：Richtmyer–Meshkov instability，简称RMI）是指两种不同密度的流体界面经瞬间加速而产生的不稳定性。 通常这种加速是由激波穿过所引起的。不稳定性发展初期轻微扰动随时间线性增长，之后会出现与瑞利－泰勒不稳定性中类似的由轻流体形成的“气泡”状结构与重流体形成的“尖钉”状结构。最终达到混沌状态，两种流体充分混合。 美国物理学家最早研究了这一现象，后经苏联物理学家在实验中证实 ，该现象也因而得名里克特迈耶－梅什科夫不稳定性。这种不稳定性出现于惯性约束聚变、超音速燃烧冲压发动机以及超新星爆发等物理过程中。 (zh) |
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