為深入認(rèn)識(shí)空間約束增強(qiáng)的物理機(jī)理,采用二維可壓縮流體模型,建立平板約束下激光誘導(dǎo)等離子體動(dòng)力學(xué)行為的數(shù)值模擬模型,計(jì)算了平板約束下等離子體的演化過(guò)程,得到的一系列時(shí)間分辨的溫度分布結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致.揭示了平板約束下,反射激波對(duì)等離子體的壓縮作用導(dǎo)致等離子體溫度升高的機(jī)理.對(duì)不同激光能量和不同約束板間距對(duì)等離子體溫度增強(qiáng)效果和增強(qiáng)時(shí)刻的影響進(jìn)行了研究,兩板間距增加,增強(qiáng)時(shí)刻明顯延遲,等離子體溫度的增強(qiáng)效果削弱. 

【文章來(lái)源】：光子學(xué)報(bào). 2020,49(02)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)設(shè)備原理

在2.7μs時(shí)等離子體仍處于自由膨脹的狀態(tài)，此時(shí)的等離子體形態(tài)呈半球形，沒(méi)有受到約束．在5.7μs時(shí)，等離子體最外延的激波已經(jīng)撞上約束板后反射，并且開(kāi)始?jí)嚎s等離子體，而此時(shí)因?yàn)閴嚎s效應(yīng)才剛剛開(kāi)始，等離子體依舊沒(méi)有明顯的增強(qiáng)，最高溫度為6 000K．在8.7μs時(shí)，被空間約束而反射的激波已經(jīng)壓縮到等離子體的中心區(qū)域，此時(shí)等離子體呈柱狀受約束的形態(tài)，伴隨著明顯的增強(qiáng)效應(yīng)，最高溫度為7 468K．在11.7μs時(shí)，被反射的激波已經(jīng)穿過(guò)等離子體中心區(qū)域，此時(shí)等離子體仍呈受約束的形態(tài)，但已不是增強(qiáng)效應(yīng)最強(qiáng)的時(shí)刻了，最高溫度為7 285K.2.3 典型數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

另外，可以清楚地發(fā)現(xiàn)等離子體受到的壓縮作用是來(lái)自于反射激波對(duì)等離子體的沖擊．該模型所計(jì)算的激波傳播過(guò)程與實(shí)驗(yàn)相符，證明了平板約束下輻射增強(qiáng)的等離子體存在反射激波的壓縮效應(yīng)，而在等離子體受到壓縮的過(guò)程中，等離子體溫度獲得提升（見(jiàn)3.1小節(jié)與3.2小節(jié)的討論），所以這是光譜強(qiáng)度得到提高的原因．需要說(shuō)明的是，由于該模型沒(méi)有考慮激光與等離子體的相互作用，計(jì)算中將等離子體和環(huán)境氣體均假設(shè)為理想氣體等原因，導(dǎo)致其仿真計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一定的偏差．從壓縮前后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖4可知，等離子體被壓縮前后的不同的形態(tài)圖．選取了5.7μs的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖4，此時(shí)反射的激波尚未到達(dá)等離子體區(qū)域，等離子體仍然處于自由膨脹的半球狀．這與2.2節(jié)的中仿真計(jì)算結(jié)果是符合的．可知此時(shí)等離子體并沒(méi)有受到明顯的壓縮．

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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