收縮幾何非線性流體力學(xué)不穩(wěn)定性薄殼理論
發(fā)布時(shí)間:2021-05-21 22:15
在慣性約束聚變(ICF)內(nèi)爆過(guò)程中,存在驅(qū)動(dòng)源和制靶方面的不均勻性擾動(dòng),這些擾動(dòng)的增長(zhǎng)和非線性演化導(dǎo)致內(nèi)部氘氚(DT)燃料的非對(duì)稱壓縮,破壞主燃料中心區(qū)高溫?zé)岚叩男纬。物理?shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果一致表明:驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性和界面不穩(wěn)定性的擾動(dòng)增長(zhǎng)嚴(yán)重影響內(nèi)爆熱斑的變形,熱斑的嚴(yán)重變形是ICF點(diǎn)火受挫的最主要原因之一。因此,驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性和界面不穩(wěn)定性的增長(zhǎng)機(jī)制是ICF內(nèi)爆中急需要開(kāi)展的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。實(shí)際的ICF是三維球形內(nèi)爆,通過(guò)觀察內(nèi)爆熱斑的形變,擾動(dòng)可按照球諧函數(shù)Ylm(θ,φ)展開(kāi),沿球面緯線(極軸方向)和經(jīng)線(赤道方向)分別表現(xiàn)出傅里葉擾動(dòng)模coS(mφ)和勒讓德擾動(dòng)模P1(cosθ)。為便于理解ICF內(nèi)爆熱斑形變的物理過(guò)程,將三維球形內(nèi)爆問(wèn)題分解為:平面幾何擾動(dòng)、二維柱幾何傅里葉擾動(dòng)、二維球幾何勒讓德擾動(dòng)和三維球幾何球諧擾動(dòng)。本文采用薄殼層模型從平面幾何、柱幾何、球幾何分別對(duì)驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性和低階模界面不穩(wěn)定性的物理機(jī)制開(kāi)展了細(xì)致、深入的理論分析,取得了如下新的研究成果和認(rèn)識(shí):(1)發(fā)展了平面幾何改進(jìn)薄層模型,描述了任意Atwood數(shù)、初始多模擾動(dòng)的Rayleigh-Taylor(RT)不穩(wěn)...
【文章來(lái)源】:中國(guó)工程物理研究院北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:148 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 高能量密度物理
1.1.1 慣性約束聚變
1.1.2 天體物理現(xiàn)象
1.2 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
1.2.1 線性理論
1.2.2 弱非線性理論
1.2.3 Layzer理論
1.2.4 薄層模型
1.3 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
1.4 流體力學(xué)不穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
1.5 本文研究目的、內(nèi)容和意義
1.6 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 平面幾何瑞利-泰勒不穩(wěn)定性的薄層模型
2.1 引言
2.2 薄層模型的理論分析
2.3 數(shù)值計(jì)算和數(shù)值模擬的介紹
2.3.1 數(shù)值計(jì)算
2.3.2 數(shù)值模擬
2.4 有限厚度流體層的瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
2.4.1 弱非線性模型
2.4.2 比較改進(jìn)薄層模型與弱非線性模型
2.5 經(jīng)典瑞利-泰勒不穩(wěn)定性研究
2.5.1 初始小幅值擾動(dòng)
2.5.2 初始大幅值擾動(dòng)
2.5.3 初始多模擾動(dòng)
2.6 本章小結(jié)
第三章 二維幾何流體力學(xué)不穩(wěn)定性殼層模型
3.1 引言
3.2 柱幾何殼層模型
3.2.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
3.2.2 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
3.3 數(shù)值計(jì)算方法
3.4 結(jié)果分析與討論
3.4.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
3.4.2 界面不穩(wěn)定性
3.4.3 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
3.4.4 界面不穩(wěn)定性和驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
3.5 本章小結(jié)
第四章 二維球幾何流體力學(xué)不穩(wěn)定性的殼層模型
4.1 引言
4.2 球幾何殼層模型
4.2.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
4.2.2 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
4.3 數(shù)值計(jì)算方法
4.4 結(jié)果分析與討論
4.4.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
4.4.2 界面不穩(wěn)定性
4.4.3 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
4.4.4 界面不穩(wěn)定性和驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
4.5 本章小結(jié)
第五章 三維球幾何流體力學(xué)不穩(wěn)定性的殼層模型
5.1 引言
5.2 三維球幾何殼層模型
5.2.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
5.2.2 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
5.3 數(shù)值計(jì)算方法
5.4 結(jié)果分析與討論
5.4.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
5.4.2 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
5.5 殼層模型應(yīng)用
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
6.1 本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論
6.2 下一步研究工作的展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
在學(xué)期間參加科研工作情況
個(gè)人簡(jiǎn)歷
在學(xué)期間獲獎(jiǎng)情況
本文編號(hào):3200468
【文章來(lái)源】:中國(guó)工程物理研究院北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:148 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 高能量密度物理
1.1.1 慣性約束聚變
1.1.2 天體物理現(xiàn)象
1.2 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
1.2.1 線性理論
1.2.2 弱非線性理論
1.2.3 Layzer理論
1.2.4 薄層模型
1.3 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
1.4 流體力學(xué)不穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
1.5 本文研究目的、內(nèi)容和意義
1.6 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 平面幾何瑞利-泰勒不穩(wěn)定性的薄層模型
2.1 引言
2.2 薄層模型的理論分析
2.3 數(shù)值計(jì)算和數(shù)值模擬的介紹
2.3.1 數(shù)值計(jì)算
2.3.2 數(shù)值模擬
2.4 有限厚度流體層的瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
2.4.1 弱非線性模型
2.4.2 比較改進(jìn)薄層模型與弱非線性模型
2.5 經(jīng)典瑞利-泰勒不穩(wěn)定性研究
2.5.1 初始小幅值擾動(dòng)
2.5.2 初始大幅值擾動(dòng)
2.5.3 初始多模擾動(dòng)
2.6 本章小結(jié)
第三章 二維幾何流體力學(xué)不穩(wěn)定性殼層模型
3.1 引言
3.2 柱幾何殼層模型
3.2.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
3.2.2 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
3.3 數(shù)值計(jì)算方法
3.4 結(jié)果分析與討論
3.4.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
3.4.2 界面不穩(wěn)定性
3.4.3 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
3.4.4 界面不穩(wěn)定性和驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
3.5 本章小結(jié)
第四章 二維球幾何流體力學(xué)不穩(wěn)定性的殼層模型
4.1 引言
4.2 球幾何殼層模型
4.2.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
4.2.2 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
4.3 數(shù)值計(jì)算方法
4.4 結(jié)果分析與討論
4.4.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
4.4.2 界面不穩(wěn)定性
4.4.3 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
4.4.4 界面不穩(wěn)定性和驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
4.5 本章小結(jié)
第五章 三維球幾何流體力學(xué)不穩(wěn)定性的殼層模型
5.1 引言
5.2 三維球幾何殼層模型
5.2.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
5.2.2 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
5.3 數(shù)值計(jì)算方法
5.4 結(jié)果分析與討論
5.4.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
5.4.2 驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱性
5.5 殼層模型應(yīng)用
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
6.1 本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論
6.2 下一步研究工作的展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
在學(xué)期間參加科研工作情況
個(gè)人簡(jiǎn)歷
在學(xué)期間獲獎(jiǎng)情況
本文編號(hào):3200468
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