發(fā)布時間：2022-10-08 14:45

　　在激光間接驅(qū)動的慣性約束聚變研究中,利用激光注入一個高Z材料黑腔,將激光能量在腔內(nèi)轉(zhuǎn)化為一個準(zhǔn)對稱的X光輻射場,該輻射場驅(qū)動黑腔中心的低Z靶球內(nèi)爆,使靶球內(nèi)的聚變?nèi)剂线_(dá)到特定的高溫高密度狀態(tài)從而實現(xiàn)聚變點火。為了提升內(nèi)爆性能,要求黑腔輻射場具有高溫性、對稱性和干凈性等品質(zhì)。而腔內(nèi)的一系列物理過程會對黑腔輻射場的品質(zhì)造成影響,如激光等離子體相互作用的非線性過程所產(chǎn)生的超熱電子,冕區(qū)高溫等離子體所發(fā)射的M帶輻射對靶丸有預(yù)熱效應(yīng);冕區(qū)等離子體的運動會造成腔內(nèi)的等離子體填充,影響激光的傳輸;腔壁光斑位置的移動會影響黑腔輻射場的時變對稱性等等。針對黑腔的這一系列問題,在傳統(tǒng)黑腔研究的基礎(chǔ)上,通過在黑腔上添加磁場構(gòu)成磁化黑腔,研究激光與磁化黑腔的相互作用,主要研究內(nèi)容分如下三個方面:1.輻射磁流體數(shù)值模擬程序的研制:成功研制了 1D和2D輻射磁流體程序。首先在開源的Multi-1D輻射流體程序中添加了磁場模塊,構(gòu)成一維輻射磁流體程序Multi-1D-M,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完成了全新的一維輻射磁流體程序Icfire-1D的研制,與Multi-1D-M程序一起,構(gòu)成1D輻射磁流體數(shù)值模擬研究平臺。在1D... 

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 激光間接驅(qū)動慣性約束聚變簡介
    1.2 磁場在激光聚變中的潛在應(yīng)用
    1.3 輻射磁流體數(shù)值模擬程序的發(fā)展概況
    1.4 脈沖強磁場的產(chǎn)生和診斷技術(shù)發(fā)展概況
        1.4.1 脈沖強磁場的產(chǎn)生技術(shù)
        1.4.2 脈沖強磁場的診斷技術(shù)
    1.5 激光與磁化靶的相互作用研究
    1.6 論文主要內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第2章 一維輻射磁流體程序的研制
    2.1 基于Multi-1D程序的二次開發(fā)
        2.1.1 概述
        2.1.2 算法設(shè)計
        2.1.3 程序研制
    2.2 自研一維輻射磁流體程序Icefire-1D
        2.2.1 概述
        2.2.2 磁場模塊的研制
        2.2.3 輻射輸運模塊研制
        2.2.4 3D光線追蹤模塊的研制
        2.2.5 其它模塊的研制
        2.2.6 程序測試
    2.3 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第3章 二維輻射磁流體程序的研制
    3.1 概述
    3.2 Icefre-2D程序的總體情況
    3.3 網(wǎng)格劃分
    3.4 磁流體演化
    3.5 磁場計算
    3.6 激光光線追蹤
    3.7 電子熱傳導(dǎo)
    3.8 輻射擴散
    3.9 輻射輸運
    3.10 程序測試
    3.11 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第4章 激光與磁化黑腔相互作用的數(shù)值模擬研究
    4.1 基于1D輻射磁流體程序研究激光與磁化黑腔的相互作用
        4.1.1 引言
        4.1.2 20T的外磁場
        4.1.3 500T的外磁場
    4.2 基于2D輻射磁流體程序研究激光與磁化黑腔的相互作用
        4.2.1 引言
        4.2.2 10T-20T的外磁場
        4.2.3 500T的外磁場
        4.2.4 2000T的外磁場
        4.2.5 自生磁場
    4.3 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第5章 激光與柱形線圈靶相互作用產(chǎn)生脈沖磁場研究
    5.1 引言
    5.2 理論設(shè)計
    5.3 磁場診斷
    5.4 二倍頻激光與Al線圈靶相互作用產(chǎn)生脈沖磁場研究
        5.4.1 實驗設(shè)計
        5.4.2 實驗結(jié)果分析
    5.5 基頻光與Cu線圈靶相互作用產(chǎn)生脈沖磁場研究
        5.5.1 實驗設(shè)計
        5.5.2 實驗結(jié)果分析
    5.6 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第6章 激光與磁化黑腔相互作用的實驗研究
    6.1 引言
    6.2 理論設(shè)計
    6.3 所需診斷的主要物理量
    6.4 開縫黑腔與Al線圈靶耦合
        6.4.1 實驗設(shè)計
        6.4.2 實驗結(jié)果分析
    6.5 開縫黑腔與Cu拐彎線圈靶耦合
        6.5.1 實驗設(shè)計
        6.5.2 實驗結(jié)果分析
    6.6 開縫黑腔與Cu簡單線圈靶耦合
        6.6.1 實驗設(shè)計
        6.6.2 實驗結(jié)果分析
    6.7 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第7章 總結(jié)和展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 展望
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]交錯網(wǎng)格上的壓力Poisson方程法和拋射法的本質(zhì)相容性[J]. 王藝.  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2011(06)
[2]激光聚變中的科學(xué)計算[J]. 裴文兵,朱少平.  物理. 2009(08)
[3]定常的磁流體力學(xué)方程的非線性Galerkin混合元法[J]. 羅振東,毛允魁,朱江.  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2006(12)
[4]可變形孔隙介質(zhì)中熱、水耦合力學(xué)問題的代數(shù)多格子分析方法[J]. 王希誠,葛增杰,吳宏宇.  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2002(12)
[5]時間空間均為二階的新型NND差分格式[J]. 吳望一,蔡慶東.  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2000(06)
[6]激光等離子體中自生磁場的診斷[J]. 李玉同,張杰,江文勉.  物理. 2000(04)
[7]超強磁場的發(fā)生技術(shù)[J]. 劉智民.  物理. 1997(12)
[8]高增益間接驅(qū)動慣性約束聚變物理過程[J]. 常鐵強,賀賢土,于敏.  強激光與粒子束. 1989(03)

碩士論文
[1]脈沖強磁場測量系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 丁煒.華中科技大學(xué) 2006



本文編號：3687902