基本簡介
2013年4月4日,流體力學權威期刊《Journal of Fluid Mechanics》以Rapids的形式線上發表了中國科大工程科學學院羅喜勝教授領導的界面不穩定性研究小組利用激波管實驗成功驗證了任意形狀三維界面在激波作用下的演化機理。這一研究成果,並以“Featured Content”進行了推介。
主要研究
利用燃料的慣性控制核聚變反應發生(慣性約束核聚變)為人類安全利用核能源提供了一種有效方式。然而在實際套用中,流體力學的界面不穩定性是制約聚變反應發生的關鍵因素之一。通常情況下,為了抑制界面不穩定性,慣性約束核聚變的靶丸表面要求儘可能對稱並且光滑,然而這是否是設計靶丸表面形狀的唯一方式?羅喜勝教授課題組的研究結果表明,在某些情況下,不光滑的表面形狀同樣可以抑制界面不穩定性的發生,從而提高核聚變反應效率。
該研究首次提出了任意形狀界面在衝擊載入情況下的演化規律,利用肥皂膜形成主曲率相反的三維氣體界面,並在激波管實驗中成功了驗證了這一理論,此項研究對於慣性約束核聚變以及流體力學的界面不穩定性研究具有重要意義。
在國家自然科學基金委的支持下,羅喜勝教授課題組在界面不穩定性的實驗和理論研究方面取得了一系列創新進展,研究結果發表在《Physics of Fluids》(4篇)和《Experiments in Fluids》(1篇)等流體力學高水平期刊上。