Z箍缩动态黑腔形成过程和关键影响因素数值模拟研究

作     者：肖德龙 孙顺凯 薛创 张扬 丁宁 Xiao De-Long;Sun Shun-Kai;Xue Chuang;Zhang Yang;Ding Ning

作者机构：北京应用物理与计算数学研究所北京100088 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2015年第64卷第23期

页      面：212-220页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号11105017 11275030) 中国工程物理研究院科学技术发展基金重点课题(批准号B1520133015)资助的课题 

主　　题：Z箍缩内爆 动态黑腔 辐射冲击波 

摘      要：在Z箍缩动态黑腔研究中,认识黑腔形成物理过程及主要特征,明确优化黑腔辐射的关键参数,是实验物理设计的重要基础.本文针对W丝阵填充CH泡沫转换体的负载构型,利用一维辐射磁流体程序,在8 MA驱动电流条件下开展了动态黑腔形成过程和关键影响因素的数值模拟研究.结果表明,丝阵等离子体与泡沫转换体相互作用产生局部高压力区是驱动冲击波传播和形成动态黑腔的关键物理过程.由于辐射超声速传播及其与冲击波波阵面的空间分离,产生了辐射温度较高而物质未受明显压缩的动态黑腔区域.丝阵等离子体碰撞泡沫转换体前的状态分布决定了动态黑腔辐射场的主要特征,可以通过改变负载参数调整并优化黑腔辐射波形.综合考虑黑腔峰值辐射温度和有效维持时间两个参数,选择匹配质量的丝阵和泡沫,使丝阵质量略小于泡沫,可以获得相对优化的动态黑腔辐射波形.同时,合适的丝阵/泡沫初始半径比也是优化动态黑腔辐射的重要影响因素.