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差分干涉 CT 技术在界面不稳定性研究中应用

刘寿先  陈光华  黄文斌  袁树云  王德田  李泽仁  彭其先  
【摘要】:流体界面不稳定性对于激光驱动惯性约束聚变(ICF)、天体物理的超新星爆发、超然发动机的燃烧等的研究有重要作用。冲击波加速两种不同流体界面时,使界面上密度梯度和压力梯度产生斜压涡的沉积,导致Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性发生。通过实验结果校正理论模型和数值计算程序是当前界面不稳定性发展难点和重要研究内容。目前通常利用纹影、粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)和激光诱导荧光技术(Planar Laser Induced Fluorescence,PLIF)等光学测试技术对透明流体的不稳定性发展过程进行诊断。PIV和PLIF都是采用切片技术测量流体浓度,具有图像直观的优点,但需要在流体中加入示踪粒子。而如果将激光差分干涉技术和计算机层析(CT)技术结合在一起,通过从多个方向同时进行差分干涉测量分别得到各个方向的线积分的面密度,再利用CT重建算法则能够重建出体密度,这对于界面不稳定性理论模型的建立、数值模拟程序的校验和界面不稳定性诊断方法完善都具有非常重要的意义。

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