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三维大尺度激光等离子体相互作用程序LAP3D在集束实验中的应用

刘占军, 王强, 张文帅, 李斌, 李纪伟, 曹莉华, 郑春阳, 贺贤土

计算物理 2023, 40 (2): 169-180. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8577

摘要（72）

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PDF （10718KB）（383）

针对多束激光组成一个集束情况下的受激布里渊散射(SBS)开展数值模拟研究。激光采用多种不同的束匀滑手段, 模拟得到受激布里渊散射中的多种不同现象, 包括散射光的原路返回、共用离子声波和共用散射光波, 并针对这些现象给出物理解释, 部分结果得到了实验验证。

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弱磁化等离子体中受激拉曼散射和受激布里渊散射抑制研究

周远志, 郑春阳, 刘占军, 曹莉华, 程瑞锦, 贺贤土

计算物理 2023, 40 (2): 136-146. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8569

摘要（98）

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PDF （6191KB）（573）

本文针对典型激光聚变等离子体参数条件, 利用动理学粒子模拟程序研究横向磁场和激光带宽在抑制受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)中的作用。模拟发现横向磁场对非均匀等离子体中SRS的非线性自共振增强有显著抑制作用, 分析认为横向磁场作用于SRS激发的电子等离子体波(EPW)势阱中的俘获电子, 使它们在横向上加速, 对EPW造成非线性阻尼, 同时减小EPW的非线性频移量, 从而缩窄非均匀等离子体中SRS的自共振空间, 极大降低SRS反射率。在此基础上利用横向磁场抑制SRS的特性, 以及SBS增长对激光带宽的敏感性, 提出了利用横向磁场和宽带激光将SRS和SBS同时抑制在低反射率水平的方案。在采用数十特斯拉横向磁场和实验中易于达到的千分之一量级的激光带宽时以及慢性约束聚变(ICF)相关参数下, SBS和SRS的反射率都得到了有效抑制。

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电子束能量沉积的相对论Fokker-Planck方程的计算方法

张华, 吴思忠, 周沧涛, 何民卿, 蔡洪波, 曹莉华, 朱少平, 贺贤土

计算物理 2017, 34 (5): 555-562.

摘要（477）

HTML （2）

PDF （1340KB）（950）

针对相对论电子束在高密度等离子体中的能量沉积过程，建立三维动量空间中快电子能量沉积的相对论Fokker-Planck方程的可计算物理模型，构造数值算法并研制数值模拟程序.通过与解析模型和蒙特卡罗模拟相比较，验证数值方法和程序的可靠性.在二维动量空间的模拟基础上，通过计算能量区间为0.5 MeV~3.5 MeV的快电子在背景密度为300 g·cm^-3的氘氚等离子体中的能量沉积过程，发现由于碰撞效应使平均散射角趋近平衡，三维动量空间计算快电子连续射程和穿透深度与二维结果基本一致.

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球坐标动量空间下相对论Vlasov方程的数值算法

张华, 吴思忠, 周沧涛, 何民卿, 蔡洪波, 曹莉华, 朱少平, 贺贤土

计算物理 2017, 34 (5): 543-554.

摘要（489）

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PDF （2635KB）（1133）

针对相对论Vlasov方程动量区间跨度大、难以计算的困难，将相对论Vlasov方程在球坐标动量空间中进行数值求解.对相对论Vlasov方程球坐标动量空间构造4阶非分裂守恒型数值格式.数值模拟相对论Landau阻尼问题并与解析理论进行比较，验证数值模型和算法的有效性.对激光等离子体相互作用进行初步模拟分析，表明通过采用球坐标下的动量空间，可在相对较少动量网格情形下，获得与粒子模拟可相互验证的结果.

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啁啾激光脉冲受激拉曼散射理论和粒子模拟

许峰, 曹莉华

计算物理 2011, 28 (4): 589-597.

摘要（436）

PDF （410KB）（791）

从入射光波、散射光波和等离子体波的三波耦合方程出发,推导小带宽频率啁啾对拉曼散射的影响.得到频率啁啾对拉曼背向散射有抑制作用,且背向散射不依赖于啁啾符号;正(负)啁啾对拉曼前向散射有微弱的增强(减弱)的作用.最后采用1D3V粒子模拟程序观测了不同啁啾参数下的受激拉曼散射现象,得到与理论分析一致的结果.

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激光等离子体相互作用的2(1/2)维粒子模拟程序

马燕云, 常文蔚, 银燕, 曹莉华, 岳宗五

计算物理 2002, 19 (4): 311-316.

摘要（412）

PDF （373KB）（899）

研制了2(1/2)维粒子模拟程序PLASIM(Plasma Simulator),介绍经过验证的该粒子模拟程序的算法,其特点是自含碰撞,即β粒子云模型的选取使得该程序无需额外的计算开销就能在程序中自洽地含有碰撞,使计算结果更加符合实际情况.另外电子和离子的运动都是相对论的,适于模拟超强激光与等离子体的相互作用.

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2(1/2)维等离子体粒子模拟分布式并行程序设计

徐涵, 常文蔚, 卓红斌, 曹莉华, 岳宗五

计算物理 2002, 19 (4): 305-310.

摘要（276）

PDF （381KB）（794）

设计了两种粒子模拟的并行算法,并对其进行了比较,基于消息传递环境开发2(1/2)维粒子模拟并行程序,测试并分析了并行性能.粒子模拟算法中,给出了一个初始化粒子三维Maxwell速度分布的算法,并对常用的电磁场的Lindman吸收边界作了推广.最后对激光钻孔问题作了粒子模拟计算,验证了该并行程序.

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无网格等离子体静电模粒子模拟方法

银燕, 常文蔚, 马燕云, 岳宗五, 曹莉华, 徐涵

计算物理 2001, 18 (3): 263-270.

摘要（236）

PDF （324KB）（847）

介绍了一种无网格粒子模拟方法:三维快速多极展开方法(3DFMM),对其进行改进以提高精度.在低维粒子模拟中,采用具有低维运动的球粒子模型.模拟了尘埃粒子在背景等离子体中产生的势场,以及等离子体中电子相对于离子运动所引起的不稳定性,并得到合理的物理图象.

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二维等离子体粒子模拟程序介绍

刘大庆, 曹莉华, 常文蔚, 岳宗五

计算物理 1998, 15 (6): 641-647.

摘要（293）

PDF （263KB）（1011）

对研制的激光等离子体相互作用二维粒子模拟程序作了剖析,着重介绍了该程序具有的特点

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激光等离子体共振吸收中等离子体波对电子的加速

曹莉华, 刘大庆, 常文蔚, 岳宗五, 赵伊君

计算物理 1997, 14 (3): 311-319.

摘要（256）

PDF （360KB）（932）

用二维多时标全电磁模相对论粒子模拟程序,对共振吸收中等离子体波的激发,电子的加速以及超热电子的产生进行了模拟计算,给出了合理的物理图象。

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强激光辐照铝靶的数值模拟研究

王心正, 曹莉华

计算物理 1992, 9 (S1): 637-637.

摘要（109）

PDF （94KB）（532）

强激光与物质相互作用的重要特征是产生高温稠密的等离子体。其中非平衡辐射输运是一个重要的物理过程。目前国内外已有的激光打靶模拟程序多数仍然使用限流扩散近似计算辐射输运。最大熵变Eddington近似对具有复杂光学性质的辐射输运问题能给出更精确的结果。我们用该方法编制了一个非平衡辐射流体力学激光打靶模拟程序,得到了令人满意的结果。

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