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三维柱腔内辐射输运的一维模拟

宋天明 杨家敏

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三维柱腔内辐射输运的一维模拟

宋天明, 杨家敏

One-dimensional simulation of radiation transport in three-dimensional cylinder

Song Tian-Ming, Yang Jia-Min
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  • 在惯性约束聚变实验中, 使用一维辐射流体力学程序模拟辐射在管壁约束的介质中的传输, 因为无法考虑管壁辐射漏失等二维或三维边缘效应而引入了较大的误差. 通过解析的视角因子公式和反照率定标公式来模拟X射线在管壁中的损失以及腔壁开口的漏失等边缘效应, 对一维辐射流体力学程序MULTI的辐射输运计算进行了修改, 成功模拟了X射线辐照下金等离子体的界面运动轨迹,比不考虑边缘漏失更接近实验测量结果, 证明了该方法的有效性.
    In indirect driven inertial confinement fusion experiments, one-dimensional radiation hydrodynamics code is used to simulate radiation transport in material confined in a cylinder and large bias is generated due to two- or three-dimensional lateral effects like energy losses into the cylinder wall. Lateral X-ray radiation losses such as cylinder wall loss and direct leak from the detection holes are simulated through analytical view factor equations and albedo power laws. Modifications are made for a one-dimensional radiation hydrodynamics code MULTI which is successfully used in the simulation of measured hydrodynamic trajectory of X-ray-heated gold plasma and better result is obtained than without taking lateral effect into account, which proves that this modification is practical.
    [1]

    Yang J, Meng G, Zhu T, Zhang J, Li J, He X, Yi R, Xu Y, Hu Z, Ding Y, Liu S, Ding Y 2010 Phys. Plasmas 17 1

    [2]

    Back C A, Bauer J D, Hammer J H, Lasinski B F, Turner R E, Rambo P W, Landen O L, Suter L J, Rosen M D, Hsing W W 2000 Phys. Plasmas 7 2126

    [3]

    Back C A, Bauer J D, Landen O L, Turner R E, Lasinski B F, Hammer J H, Rosen M D, Suter L J, Hsing W H 2000 Phys. Rev. Lett. 84 274

    [4]

    Jiang S E, Xu Y, Ding Y K, Lai D X, Zheng Z J, Sun K X, Huang Y X, Hu X, Yi R Q, Cui Y L 2005 Sci. China G Physics Mechanics & Astronomy 35 473 (in Chinese) [江少恩, 许琰, 丁永坤, 赖东显, 郑志坚, 孙可煦, 黄翼翔, 胡昕, 易荣清, 崔延莉 2005 中国科学G辑 物理学 力学 天文学 35 473]

    [5]

    Jiang S E, Sun K X, Huang T X, Cheng J X, Ding Y K, Hu X, Cui Y L, Chen J S, Yu Y N, Zheng Z J 2004 Acta Phys. Sin. 53 1425 (in Chinese) [江少恩, 孙可煦, 黄天暄, 成金秀, 丁永坤, 胡昕, 崔延莉, 陈久森, 于艳宁, 郑志坚 2004 物理学报 53 1425]

    [6]

    Cheng J X, Miu W Y, Sun K X, Wang H B, Yang J M, Cao L F, Wen T S, Chen Z L, Yang C B, Jiang S E, Cui Y L, Tang X Q, Yu Y N, Chen J S 2000 Acta Phys. Sin. 49 282 (in Chinese) [成金秀, 缪文勇, 孙可熙, 王红斌, 杨家敏, 曹磊峰, 温天舒, 陈正林, 杨存榜, 江少恩, 崔延莉, 汤小青, 于艳宁, 陈久森 2000 物理学报 49 282]

    [7]

    Ramis R, Schmalz R, Meyer-ter-Vehn J 1988 Comput. Phys. Commun. 49 475

    [8]

    Gu P J, Pei W B, Feng T G, Wa C S 2005 Sci. China G Physics, Mechanics & Astronomy 48 345

    [9]

    Zhu S P, Zhang W Y 2006 Journal of the Korean Physical Society 49 33

    [10]

    Harte J A, Alley W E, Bailey D S, Eddleman J L, Zimmerman G B 1997 1996 Lawrence Livermore National Laboratory ICF Annual Report UCRL-LR-105821-96 150

    [11]

    Marinak M M, Kerbel G D, Gentile N A, Jones O, Munro D, Pollaine S, Dittrich T R, Haan S W 2001 Phys. Plasmas 8 2275

    [12]

    More R M, Warren K H, Young D A, Zimmerman G B 1988 Phys. Fluids 31 3059

    [13]

    Lindl J, 1995 Phys. Plasmas 2 3933

  • [1]

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    Back C A, Bauer J D, Hammer J H, Lasinski B F, Turner R E, Rambo P W, Landen O L, Suter L J, Rosen M D, Hsing W W 2000 Phys. Plasmas 7 2126

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    [8]

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    [17] 王薇, 张杰, V.K.Senecha. 对激光等离子体中X射线的产生与辐射加热研究. 物理学报, 2002, 51(3): 590-595. doi: 10.7498/aps.51.590
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    [20] 朱武飚, 王友年, 邓新禄, 马腾才. 负偏压射频放电过程的流体力学模拟. 物理学报, 1996, 45(7): 1138-1145. doi: 10.7498/aps.45.1138
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-05-27
  • 修回日期:  2012-07-16
  • 刊出日期:  2013-01-05

三维柱腔内辐射输运的一维模拟

  • 1. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳 621900

摘要: 在惯性约束聚变实验中, 使用一维辐射流体力学程序模拟辐射在管壁约束的介质中的传输, 因为无法考虑管壁辐射漏失等二维或三维边缘效应而引入了较大的误差. 通过解析的视角因子公式和反照率定标公式来模拟X射线在管壁中的损失以及腔壁开口的漏失等边缘效应, 对一维辐射流体力学程序MULTI的辐射输运计算进行了修改, 成功模拟了X射线辐照下金等离子体的界面运动轨迹,比不考虑边缘漏失更接近实验测量结果, 证明了该方法的有效性.

English Abstract

参考文献 (13)

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