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基于Thomas-Fermi-Kirzhnits模型的物态方程研究

王坤 史宗谦 石元杰 吴坚 贾申利 邱爱慈

基于Thomas-Fermi-Kirzhnits模型的物态方程研究

王坤, 史宗谦, 石元杰, 吴坚, 贾申利, 邱爱慈
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  • 本文针对丝阵Z箍缩等高能量密度物理实验的数值模拟研究, 建立了一种适用温度、密度范围宽的三项式半经验物态方程. 三项式半经验物态方程包括零温自由能项, 电子热贡献项和离子热贡献项. 零温自由能项采用多项式拟合的方法确定. 多项式系数通过多项式计算的结果与高压缩比区域和压缩比为1时零温Thomas-Fermi-Kirzhnits模型计算的结果对应相等得到. 离子对物态方程的热贡献采用一种准谐振模型, 此谐振模型可以描述离子在固态相中的行为, 并且在高温度、低密度区域趋近于理想气体物态方程. 电子对物态方程的热贡献采用含温Thomas-Fermi-Kirzhnits模型计算. 利用所建立的三项式半经验物态方程计算了铝的等温压缩曲线, 并与实验数据做了对比. 给出了很宽温度、密度范围内铝的压强, 其数据与相应的SESAME数据库数据做了对比.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51322706, 51237006, 51325705), 教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号: NCET-11-0428)和中央高校基本科研业务费专项资金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-01-03
  • 修回日期:  2015-03-18
  • 刊出日期:  2015-08-05

基于Thomas-Fermi-Kirzhnits模型的物态方程研究

  • 1. 西安交通大学, 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 710049
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51322706, 51237006, 51325705), 教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号: NCET-11-0428)和中央高校基本科研业务费专项资金资助的课题.

摘要: 本文针对丝阵Z箍缩等高能量密度物理实验的数值模拟研究, 建立了一种适用温度、密度范围宽的三项式半经验物态方程. 三项式半经验物态方程包括零温自由能项, 电子热贡献项和离子热贡献项. 零温自由能项采用多项式拟合的方法确定. 多项式系数通过多项式计算的结果与高压缩比区域和压缩比为1时零温Thomas-Fermi-Kirzhnits模型计算的结果对应相等得到. 离子对物态方程的热贡献采用一种准谐振模型, 此谐振模型可以描述离子在固态相中的行为, 并且在高温度、低密度区域趋近于理想气体物态方程. 电子对物态方程的热贡献采用含温Thomas-Fermi-Kirzhnits模型计算. 利用所建立的三项式半经验物态方程计算了铝的等温压缩曲线, 并与实验数据做了对比. 给出了很宽温度、密度范围内铝的压强, 其数据与相应的SESAME数据库数据做了对比.

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