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摘要
预混火焰界面的RM(Richtmyer-Meshkov)不稳定现象在自然界和工程实践中十分常见，但目前关于反应性RM不稳定的研究主要集中于均匀介质的情况，而实际中的预混气体往往是非均匀的，因此开展非均匀介质中火焰界面演化和混合特性的研究十分必要。采用带单步化学反应的Navier-Stokes方程和高精度数值格式，研究了预混火焰界面在入射激波及反射激波作用下的RM不稳定过程，考察了化学反应活性以及介质非均匀性对RM不稳定过程中火焰界面混合特性的变化规律的影响。结果表明，在入射激波作用后的阶段，在均匀介质中的火焰界面形态呈现典型的“钉-帽-泡”结构，化学反应活性越强，界面的“泡”结构和“钉-帽”结构增长越快；而在非均匀介质中，火焰界面形态则呈现“钉-钉”结构，界面在流向速度差的诱导下被更大程度地拉伸。在第一次反射激波作用后的阶段，混合区的增长速率不依赖于反应活性和均匀性，仅与流动特性有关。时间尺度的研究表明，大尺度流动是反应性RM不稳定的主导因素，其次是化学反应，最后是小尺度混合，化学反应的强化会抑制大尺度流动，非均匀性会强化大尺度流动。
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单位瞬态物理国家重点实验室
