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点火靶驱动不对称性与表面粗糙度的模耦合模拟

谷建法, 戴振生, 古培俊, 叶文华, 郑无敌, 邹士阳

计算物理 2016, 33 (6): 645-651.

摘要（519）

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PDF （2915KB）（1589）

使用二维辐射多群扩散流体力学程序LARED-S对点火靶内爆进行大规模数值模拟，同时考虑低阶辐射驱动不对称性和中高阶的表面粗糙度.计算结果表明：靶丸内爆流场不仅出现严重的低阶模面密度扰动，同时生成大幅度的尖钉与气泡结构；呈现明显的扰动模耦合效应，模耦合生成的扰动增长幅度与理论公式在一定时间内较好地吻合.在内爆减速阶段，扰动增长发展到强非线性阶段，模耦合效应使得扰动频谱分布变宽；同时芯部的涡流使得靶壳的尖钉弯曲，内爆流场出现明显的湍流混合现象.模耦合效应与湍流混合极大地降低了内爆性能，导致点火失败.

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点火靶高熵内爆的数值模拟

谷建法, 戴振生, 叶文华, 古培俊, 郑无敌

计算物理 2015, 32 (6): 662-668.

摘要（448）

PDF （2512KB）（1174）

使用一维多群输运程序RDMG与二维少群扩散程序LARED-S对点火靶高脚与低脚内爆进行数值模拟.相对于低熵内爆,高脚高熵内爆通过提高预脉冲的辐射温度使得烧蚀面与物质界面的流体稳定性得到明显的改善,能够抑制流体不稳定的增长与热斑混合的发展.同时,高熵设计导致燃料的压缩变差,阻滞时刻燃料的压缩密度与面密度相应降低,中子产额降低.因此,高脚高熵内爆是通过牺牲燃料的高压缩,来换取靶丸内爆流体稳定性能的改善.

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点火黑腔二维模拟设计

李欣, 吴畅书, 邹士阳, 赵益清, 李敬宏, 古培俊, 郑无敌, 裴文兵

计算物理 2013, 30 (3): 371-378.

摘要（356）

PDF （3324KB）（1410）

基于二维激光靶耦合流体力学程序,研究设计惯性约束聚变间接驱动点火黑腔的方法.提出先调控X射线驱动温度再调控辐照均匀性的设计顺序.给出总激光功率(特别是主脉冲激光功率)的设计方法.模拟表明,填充气体密度的上限受到槽脉冲P²辐照不均匀性的限制.另外,增加腔长可以抑制靶丸烧蚀层物质的膨胀.最后给出点火黑腔二维设计结果.

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空腔靶大变形问题的网格构造

勇珩, 袁国兴, 裴文兵, 古培俊

计算物理 2007, 24 (1): 1-6.

摘要（256）

PDF （462KB）（1041）

针对ICF(Inertial Confinement Fusion)空腔靶大变形问题,发展了九点网格重构方法.拓展后的九点网格重构方法,保留了九点网格重构方法的基本特征(逼近椭圆型或抛物型方程,并具有一维球对称性),而且包含更多形式的九点网格重构方法,扩展了实际问题的使用需要.最后LARED-H程序采用ALE(ArbitraryLagrangian-Eulerian)方法,对空腔靶进行数值模拟,给出了合理的物理图像.

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激光靶耦合中的部分角量子数平均原子模型

吴畅书, 古培俊, 裴文兵, 冯庭桂

计算物理 2006, 23 (3): 290-294.

摘要（259）

PDF （202KB）（952）

在一维平面非平衡多群辐射输运激光靶耦合总体程序RDMG角量子数平均原子模型的基础上,针对程序在计算如Au等高Z元素时,所需计算能级太多,计算量大的问题,合理的提出了只在部分能级考虑角量子数,其它能级考虑主量子数的部分角量子数平均原子模型.对比了新旧模型的数值模拟结果,结果显示,新模型得到了与原模型符合的很好的物理图像,同时计算时间由于计算能级数的减少而大大降低.

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Rayleigh-Taylor不稳定性背光照相实验背光源初步理论研究

王光裕, 古培俊, 盛家田

计算物理 1998, 15 (1): 83-88.

摘要（237）

PDF （246KB）（930）

为开展中等功率激光器上Rayleigh-Taylor不稳定性背光照相实验,对多种背光源靶材料及其发射的K、L、M带X光谱强度作了数值模拟计算。计算结果表明,用数百焦耳倍频激光来产生能量为2keV左右的X光背光源是可能的。

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激光产生X光的数值模拟研究

张钧, 陈光南, 常铁强, 裴文兵, 尤希文, 隋成之, 徐少则, 古培俊, 章实, 张兴宏

计算物理 1994, 11 (1): 1-8.

摘要（245）

PDF （541KB）（1121）

本文对激光X光转换的主要物理过程和数值模拟程序概况作了概括性的介绍,给出了典型的物理图像和数值计算结果。在分析数值结果的基础上,对某些重要物理量作了规律性的研究,预估结果与实验测量值作了比较,它们在定性趋势和定量结果方面都符合得较为满意。

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激光产生X光的数值模拟研究

张钧, 陈光南, 常铁强, 裴文兵, 尤希文, 隋成之, 徐少则, 古培俊, 章实, 张兴宏

计算物理 1992, 9 (S1): 636-636.

摘要（187）

PDF （102KB）（872）

本文简要地描述了激光X光转换涉及的物理问题和重要物理过程,概括地介绍了数值模拟程序的规模。激光聚变有两种途经,用激光直接驱动氘氚靶丸,使其达到高温高密度,必须实现理想的球面内爆,这就要求激乐靶表面要有很高的均匀性。但是由于激光的相干性达到上述要求是很困难的。通常称这种方式为激光直接驱动。如果用激光产生的非相干的X光辐照靶丸表面,就可达到极好的均匀性,能够实现理想的球面内爆,这被称为激光间接驱动。激光X光转换是间接驱动惯性约束聚变的重要课题和关键技术。数值模拟和地下核爆的小囊试验指出,实现点火和中等增益的热核聚变要求激光器的输出能量5-10MJ,功率~100TW。这将是本世纪末和下一世纪的目标。但是现有高功率激光器产生的X光在近期有多方面的应用。如高功率X光激光的泵浦源,在实验室中辐射流体力学现象的研究,以及高温高密度靶围内物质性质的研究等等。因此研究激光产生X光的物理规律不仅有远景目标,而且有重要的现实意义。

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平面孔靶激光注入率的简化物理模型

张钧, 古培俊

计算物理 1987, 4 (2): 169-177.

摘要（207）

PDF （534KB）（962）

在黑洞靶设计中,外壳激光注入孔径的设计是一个关键问题。由于激光注入时,孔边缘物质被激光加热,产生等温膨胀,向孔内喷射物质,最终阻止激光进入,形成堵口现象,影响激光注入率。由于堵口问题的数值模拟是属于二维或三维问题,数值计算相当困难,在这里我们提出一个平面孔靶的简化物理模型。在相当犬的激光参量范围内,计算了堵口时间t_c以及注入分额与靶的几何参数、激光参数的关系。并且在数值计算的基础上得出注入分额与上述诸参量的经验公式,并给出阈值注入孔径与激光参量的经验关系。模型的部分计算结果与平面孔靶实验测量值作了比较,注入率在25%的范围内符合。

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计算局部热动平衡和非局部热动平衡等离子体电离度的近似方法

张钧, 古培俊

计算物理 1987, 4 (1): 1-16.

摘要（190）

PDF （881KB）（1161）

当物质被加热到高温时,特别是高Z元素都要产生多次电离。电离度对等离子体的很多性质都有重要影响。因此,为了解决等离子体的很多实际问题,需要寻求一种计算平均电离度的近似方法。在本文中,首先将文献[1]给出的Thomas-Fermi统计模型电离势的标度律和数值结果用函数逼近,给出了一个便于近似数值求解的解析表达式,然后利用文献[2]给出多次电离的近似计算方法,计算了Au元素LTE情况下的电离度,结果与平均离子模型的计算结果符合得很好。另外,我们将近似方法推广到non-LTE情况,根据电晕模型和碰撞-辐射模型对Au的电离度作了类似的计算。电晕模型的计算结果与文献[1]发表的数据符合得十分好;而碰撞-辐射模型的计算结果随着密度的降低趋近电晕模型的结果,而随着密度的升高趋近于LTE的结果。最后以图表的形式给出了Au元素电离度的所有计算结果及其比较。

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