隨著人類對資源利用的需求不斷增長，地球上的不可再生資源快速遞減，研究獲取可持續(xù)再生資源的理論和方法是當前人類重要而迫切的任務。核聚變由于釋放能量大、對環(huán)境污染小且海水中富含大量用于核聚變的材料氘和氚，從而成為眾多學者研究的重點。慣性約束聚變中的快點火方式具有驅動能低和流體穩(wěn)定性好等特點，而產(chǎn)生超熱電子是快點火方式中的重要環(huán)節(jié)，因此，產(chǎn)生超熱電子是快點火研究的重要領域。 在國內外學者對超短超強激光脈沖與高密度等離子體相互作用過程研究的豐碩成果中，對激光與高密度中性氣體相互作用中同時包含光電離、電子碰撞電離和兩體碰撞過程的研究很少，而這些過程對超熱電子的產(chǎn)生和輸運都有重要的影響。如果在數(shù)值模擬中綜合考慮這些過程，深入研究強激光與高密度中性氣體相互作用產(chǎn)生超熱電子的特性，將對實際應用提供很大的指導作用。 本論文對光電離、電子碰撞電離和兩體碰撞過程進行了理論分析和數(shù)值模擬建模討論，同時實現(xiàn)了包含這三個模塊的激光與高密度中性氣體相互作用的數(shù)值模擬，并以此為基礎開發(fā)了1D3V的數(shù)值模擬軟件LPICMCC++。主要內容有： 1.介紹了快點火方式的基本原理，對模擬產(chǎn)生超熱電子過程的數(shù)值方法進行對比，指...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 慣性約束聚變基本原理
    1.2 快點火基本原理及研究現(xiàn)狀
    1.3 主要工作與創(chuàng)新
    1.4 本論文的結構安排
第二章 激光與等離子體互作用數(shù)值模擬方法概述
    2.1 動理學模擬
        2.1.1 Fokker-Planck 模擬
        2.1.2 Vlasov 模擬
        2.1.3 PIC 模擬
    2.3 流體模擬
    2.4 混合模擬
    2.5 本章小結
第三章 LPICMCC++理論及數(shù)值模擬方法
    3.1 推動粒子的運動
    3.2 源的求解
    3.3 場的求解
    3.4 光電離
    3.5 電子碰撞電離
    3.6 兩體碰撞
    3.7 本章小結
第四章 LPICMCC++軟件開發(fā)
    4.1 軟件框架
    4.2 軟件交互界面介紹
        4.2.1 主界面顯示區(qū)域
        4.2.2 選項功能說明
    4.3 使用說明
        4.3.1 創(chuàng)建工程步驟
        4.3.2 設置參數(shù)
        4.3.3 啟動 PICSolver 求解器
        4.3.4 查看結果曲線
        4.3.5 保存、打開模型
    4.4 本章小結
第五章 模擬結果及分析
    5.1 激光的能量分布
    5.2 場的分布
    5.3 等離子體密度分布
    5.4 不同氦氣靶形狀的影響機制
    5.5 本章小結
第六章 結論與展望
致謝
參考文獻
攻碩期間取得的研究成果



本文編號：3865111