發(fā)布時(shí)間：2020-07-18 21:23

【摘要】：實(shí)現(xiàn)受控核聚變將其能量加以利用,就要求我們必須對磁約束的條件和對等離子體加熱的方法進(jìn)行改進(jìn)。等離子體物理學(xué)如今已經(jīng)成為內(nèi)容豐富的一門新的物理學(xué)科,其中激光等離子體物理是近三四十年內(nèi)最新形成且發(fā)展迅速的一個(gè)分支。利用高能量高功率密度的激光與固體靶相互作用,致使靶物質(zhì)被激光加熱,最終被電離為KeV量級的溫度的高溫等離子體狀態(tài)。由于強(qiáng)激光與等離子體相互作用而產(chǎn)生的高能電子會(huì)引起靶丸內(nèi)部產(chǎn)生各向異性的超高壓強(qiáng),導(dǎo)致靶面形變,造成壓縮失敗。因此直接驅(qū)動(dòng)慣性約束聚變的實(shí)現(xiàn)需要對靶丸進(jìn)行嚴(yán)格的對稱壓縮,以達(dá)到自持熱核反應(yīng)(點(diǎn)火)所需條件。但驅(qū)動(dòng)激光輻照的均勻性以及靶丸物理特征的對稱性等初始條件若存在缺陷,就會(huì)被流體力學(xué)不穩(wěn)定性等機(jī)制快速放大,嚴(yán)重影響對靶丸的對稱壓縮效果,導(dǎo)致點(diǎn)火失敗。除了初始條件對靶的對稱壓縮影響外,激光與物質(zhì)相互作用導(dǎo)致的靶丸特征不均勻也會(huì)破壞壓縮過程。此外,我們對廣義歐姆定律進(jìn)行分析,對其中的電子壓強(qiáng)張量項(xiàng)的研究,有利于我們進(jìn)一步加深對磁場重聯(lián)的理解和認(rèn)識。在磁場重聯(lián)過程中,由于電流片中儲存的磁自由能被釋放了出來,等離子體的動(dòng)能和熱能就是由這些被釋放出來的磁自由能轉(zhuǎn)換而來的,從而進(jìn)一步促進(jìn)了對等離子體的加速和加熱的效果。對于無碰撞磁場重聯(lián)的研究工作,是近十幾年來從重聯(lián)理論中發(fā)展起來的一個(gè)新的研究方向。由于計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬使無碰撞磁場重聯(lián)得以提出,之后因?yàn)榇罅康挠^測數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的存在,無碰撞磁場重聯(lián)理論從而被證實(shí)是可靠的。本論文首先簡要介紹了關(guān)于等離子體的相關(guān)知識以及一維粒子模擬程序,其次是對廣義歐姆定律進(jìn)行理論推導(dǎo),根據(jù)分析廣義歐姆定律中電子壓強(qiáng)張量項(xiàng)對重聯(lián)的影響和作用,利用一維粒子模擬程序,對激光與等離子體相互作用過程中產(chǎn)生的高能電子以及其引起的高密區(qū)域內(nèi)各向異性壓強(qiáng)的特征進(jìn)行了模擬研究。以及在存在背景磁場條件下,高密區(qū)域內(nèi)各向異性壓強(qiáng)的特征,為進(jìn)一步加深對磁場重聯(lián)的理解奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：魯東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O53
【圖文】：

圖 2.2 等離子體密度區(qū)域、溫度區(qū)域劃分離子體；2.電離層；3.日冕；4.氣體放電等離子體；5.激光熱核實(shí)驗(yàn)熱核實(shí)驗(yàn)等離子體；7.激光熱核反應(yīng)堆；8.準(zhǔn)穩(wěn)熱核反應(yīng)堆判據(jù)在的一種狀態(tài)，在等離子體中必須要求在空間尺度間尺度上要遠(yuǎn)大于等離子體的響應(yīng)時(shí)間τp。此時(shí)，體相互作用過程，從宏觀上來說，等離子體內(nèi)正負(fù)準(zhǔn)中性條件。此時(shí)對于德拜長度λD的導(dǎo)出要使用體分析，我們可以定義電離氣體成為等離子體所必須為：空間尺度 LL λD l，λD=kTeε0nee212(2.9)

c t，可得 t( × emec) × [ × ( × emec)] = 0 (2.20)這個(gè)方程有一個(gè)特解 × =emec(2.21)將(2.18)式帶入到(2.15)式中，將無磁場項(xiàng)的電子運(yùn)動(dòng)方程表示為下面的形式 t+12 e2+eme+γeTemene ne= 0 (2.22)因?yàn)樯鲜街械拇艌鲰?xiàng)與流體方程中的流體非線性項(xiàng)中的一部分相互抵消，不是因其較小被舍去的。2.3 等離子體粒子模擬2.3.1 粒子模擬方法

魯東大學(xué)碩士學(xué)位論文是容易受到多束流不穩(wěn)定性失真的干擾[26-28]。最早的（已知的作者）等離子體模擬是在斯坦福大學(xué)用粒子—網(wǎng)格耦合方法。一維體系的等離子體粒子在一個(gè)網(wǎng)格上的坐標(biāo) x,v，場ρ,E。粒子電荷與最近鄰的格點(diǎn)(NGP)有關(guān)，粒子力來自于在格點(diǎn)的電場。到 1964 年，斯坦福大學(xué)創(chuàng)造的快速準(zhǔn)確的二維泊松求解程序，由一般化達(dá)到了二維合理化。緊隨其后，應(yīng)用到了真空電子和等離子體物理中。不久之后，另一個(gè)小組開始用粒子和場的平滑耦合，其伴隨著兩個(gè)可見的推動(dòng)（圖 2.4）。CIC 和 PIC 在數(shù)字上有相同的粒子網(wǎng)格權(quán)重，也就是雙線性插值。對物理結(jié)果重要的是最終的加權(quán)結(jié)果而不是啟發(fā)式推動(dòng)。這些被稱為線性 B 樣條插值。在接下來的幾年里，高階 B 樣條插值經(jīng)常被用[29-32]。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉振興,陳濤;非均勻動(dòng)壓沖擊和停止后產(chǎn)生的瞬時(shí)重聯(lián)過程[J];地球物理學(xué)報(bào);2000年04期

2 賈英東,李毅,王水,葛亞松;磁場重聯(lián)中離子軌道的混合模擬研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2003年02期

3 郭俊,陸全明,王水,竇賢康;磁場重聯(lián)的二維粒子模擬研究[J];空間科學(xué)學(xué)報(bào);2003年04期

4 傅向榮;郭俊;王水;;存在初始引導(dǎo)場情況下的無碰撞磁場重聯(lián)[J];空間科學(xué)學(xué)報(bào);2006年06期

5 胡運(yùn)輝;鄧曉華;周猛;趙輝;唐榮欣;付松;王敬芳;袁志剛;R.Nakamura;W.Baumjohann;H.Réme;C.M.Carr;;磁場重聯(lián)擴(kuò)散區(qū)域中磁零點(diǎn)結(jié)構(gòu)的觀測研究[J];科學(xué)通報(bào);2008年11期

6 王榮生;李中元;湯朝靈;;近尾無碰撞多重X線重聯(lián)的觀測[J];地球物理學(xué)報(bào);2008年06期

7 張壽彪;謝錦林;胡廣海;李弘;黃光力;劉萬東;;磁場重聯(lián)實(shí)驗(yàn)室模擬進(jìn)展[J];天文學(xué)進(jìn)展;2010年04期

8 鄧曉華;;日地系統(tǒng)磁場重聯(lián)現(xiàn)象研究[J];中國科學(xué):地球科學(xué);2013年06期

9 劉振興,濮祖蔭;渦旋誘發(fā)重聯(lián)模型(Ⅱ)——通量傳輸事件理論和模擬[J];地球物理學(xué)報(bào);1990年03期

10 金曙平，師立勤;驅(qū)動(dòng)重聯(lián)過程中等離子體團(tuán)的聚合[J];地球物理學(xué)報(bào);1994年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 金曙平;師立勤;;驅(qū)動(dòng)重聯(lián)及其等離子團(tuán)的聚合過程[A];1993年中國地球物理學(xué)會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1993年

2 張壽彪;謝錦林;胡廣海;劉萬東;;導(dǎo)向磁場重聯(lián)中的密度分布[A];第十四屆全國等離子體科學(xué)技術(shù)會(huì)議暨第五屆中國電推進(jìn)技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議摘要集[C];2009年

3 劉振興;濮祖蔭;;渦旋誘發(fā)重聯(lián)理論及其應(yīng)用[A];地球物理與中國建設(shè)——慶祝中國地球物理學(xué)會(huì)成立50周年文集[C];1997年

4 賈英東;葛亞松;李毅;王水;;磁場重聯(lián)及其動(dòng)力學(xué)的二維混合模擬研究[A];第九屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要集[C];2000年

5 郭俊;;無碰撞磁場重聯(lián)中的電子低密度區(qū)[A];中國地球物理學(xué)會(huì)第二十四屆年會(huì)論文集[C];2008年

6 沈超;劉振興;;可壓縮等離子體中渦旋誘發(fā)重聯(lián)特性[A];2000年中國地球物理學(xué)會(huì)年刊——中國地球物理學(xué)會(huì)第十六屆年會(huì)論文集[C];2000年

7 郭俊;陸全明;王水;竇賢康;;磁場重聯(lián)的二維粒子模擬研究[A];第十屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要集[C];2003年

8 田暉;姚碩;宗秋剛;何建森;齊羽;;小尺度磁云邊界上的磁場重聯(lián)[A];第十四屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

9 曹晉濱;馬志偉;周國成;劉振興;;電子壓力梯度對磁層頂重聯(lián)過程的影響[A];2001年中國地球物理學(xué)會(huì)年刊——中國地球物理學(xué)會(huì)第十七屆年會(huì)論文集[C];2001年

10 金曙平;;通量傳輸事件觀測特征的數(shù)值研究[A];1994年中國地球物理學(xué)會(huì)第十屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1994年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 趙永新 楊保國;磁場重聯(lián)可能是罪魁禍?zhǔn)譡N];人民日報(bào);2012年

2 張輝;“切除”重聯(lián)電纜大線故障[N];人民鐵道;2010年

3 通訊員 楊保國 記者 吳長鋒;中國科大首次發(fā)現(xiàn)金星磁層中存在磁場重聯(lián)[N];科技日報(bào);2012年

4 沈澄 姜玉濤;開進(jìn)伊朗[N];常州日報(bào);2008年

5 趙中庸邋高利昌;首臺韶山3C型電力機(jī)車固定重聯(lián)改造成功[N];人民鐵道;2008年

6 記者 劉勇邋通訊員 金華;京津城際11對“和諧號”動(dòng)車組重聯(lián)[N];人民鐵道;2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 鄔良能;束流對磁重聯(lián)過程影響的MHD數(shù)值研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 張壽彪;磁場重聯(lián)實(shí)驗(yàn)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

3 徐曉軍;行星際磁場重聯(lián)觀測研究[D];中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）;2011年

4 黃燦;無碰撞磁場重聯(lián)中的電子動(dòng)力學(xué)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

5 黃獅勇;磁場重聯(lián)與等離子體湍流的衛(wèi)星觀測研究[D];武漢大學(xué);2013年

6 呼延奇;日冕大尺度結(jié)構(gòu)演化及快速磁場重聯(lián)的數(shù)值研究[D];中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）;2008年

7 李世友;伴隨磁場重聯(lián)的靜電孤立波的研究[D];武漢大學(xué);2009年

8 柴立暉;磁場重聯(lián)中的低頻波動(dòng)和絕熱動(dòng)力學(xué)阿爾芬孤立波[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

9 盧三;無碰撞磁場重聯(lián)的數(shù)值模擬研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

10 王榮生;無碰撞磁場重聯(lián)擴(kuò)散區(qū)結(jié)構(gòu)和電子加速[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 賴相盛;快速磁場重聯(lián)中導(dǎo)向場大小對磁場重聯(lián)層結(jié)構(gòu)不對稱性的影響[D];南昌大學(xué);2015年

2 張磊;純電動(dòng)動(dòng)車組重聯(lián)實(shí)驗(yàn)裝置的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

3 李秋幻;行星際磁場重聯(lián)的重聯(lián)率及出流區(qū)邊界處的間斷面研究[D];云南師范大學(xué);2016年

4 李湯姆;多X線磁場重聯(lián)的衛(wèi)星觀測與模擬研究[D];南昌大學(xué);2016年

5 王[

本文編號：2761441