检索结果-内蒙古大学图书馆

计算物理 2021年第1期38卷 5-15页

作者：曹启伟肖德龙杨显俊王建国北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院研究生院北京100083

基于理想磁流体力学模型,采用5阶WENO有限差分格式结合磁场伪散度清除投影算法,发展二维数值模拟程序,利用线性理论对程序进行检验,在此基础上研究磁瑞利-泰勒(MRT)不稳定性非线性演化物理过程和发展规律。结果表明:垂直于加速度方向磁... 详细信息

基于理想磁流体力学模型,采用5阶WENO有限差分格式结合磁场伪散度清除投影算法,发展二维数值模拟程序,利用线性理论对程序进行检验,在此基础上研究磁瑞利-泰勒(MRT)不稳定性非线性演化物理过程和发展规律。结果表明:垂直于加速度方向磁场在线性和非线性阶段对MRT扰动发展都有较强的制稳作用,而平行于加速度方向磁场在线性阶段对MRT扰动发展影响较小,但在MRT扰动非线性发展阶段会对由于流场变化产生的K-H不稳定性有显著的制稳作用,从而抑制总的扰动发展。在MRT非线性发展过程中,由于波模耦合相互作用,单模演化会产生高次谐波;双模演化会产生除基模和谐波以外的其他波模,其扰动幅度甚至超过基模;多模演化过程中发生逆级联过程,即短波长扰动逐渐向长波长扰动发展。

关键词：磁流体力学 WENO有限差分格式磁瑞利-泰勒不稳定性线性稳定性波模耦合

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MIF固体套筒内爆压缩过程中的MRT不稳定性研究

MIF固体套筒内爆压缩过程中的MRT不稳定性研究

引用

作者：曹启伟中国工程物理研究院

学位级别：硕士

在磁惯性聚变的套筒压缩磁化等离子体内爆过程中,真空和套筒界面、套筒和燃料界面由于MRT不稳定性导致扰动剧烈发展,影响聚变等离子体品质。MRT发展程度及其调控是影响磁惯性聚变点火的关键问题,需要开展深入研究。本文以二维理想磁流... 详细信息

在磁惯性聚变的套筒压缩磁化等离子体内爆过程中,真空和套筒界面、套筒和燃料界面由于MRT不稳定性导致扰动剧烈发展,影响聚变等离子体品质。MRT发展程度及其调控是影响磁惯性聚变点火的关键问题,需要开展深入研究。本文以二维理想磁流体力学方程组为基础,采用线性稳定性理论,研究了 MRT不稳定性线性阶段扰动增长率变化规律,基于WENO有限差分法发展二维程序,对MRT不稳定性的单模、多模及多模非线性演化进行了数值模拟研究。主要研究内容和结论如下:(1)基于电磁学和等离子体动理学的基本理论和方程,推导了等离子体的双流体力学描述,包括粒子数、动量和能量守恒方程,在此基础上推导了磁(单)流体力学方程,并进行了归一化,作为数值模拟的基本控制方程。(2)针对MRT发展,基于不稳定性线性理论,使用简正模方法对可压缩磁流体力学方程组进行线性化,得到了 MRT扰动的本征方程组。通过差分离散,将二阶常微分方程组求解转化为了稀疏矩阵本征值和本征函数的求解,研究了均匀分布的平行磁场和垂直磁场条件下不同扰动波数MRT线性增长率的变化规律。结果表明,MRT线性增长率随磁场的增大而降低。磁场垂直于加速度时,存在临界波数和临界磁场,即超过临界磁场时,大于临界波数的MRT不稳定性被完全抑制。而磁场平行于加速度时,MRT不稳定性不能完全抑制。(3)采用5阶WENO有限差分格式结合磁场伪散度清除的投影算法,基于理想磁流体流体力学方程组,发展二维模拟程序,对MRT不稳定性进行了数值模拟研究。通过单模MRT不稳定性数值模拟结果与线性理论的对比验证了数值模拟程序的准确性和有效性。数值模拟结果表明,垂直磁场可以在线性和非线性阶段都对MRT扰动发展有显著的制稳作用,而平行磁场在线性阶段对MRT扰动影响较小,但在MRT扰动非线性发展阶段会对由于流场变化产生的KH不稳定性有制稳作用,从而抑制总的扰动发展。在MRT非线性发展过程中,由于波模耦合相互作用,单模演化会产生高次谐波;双模演化会产生了除基模和谐波以外的其他波模,其扰动幅度甚至超过基模;多模演化过程中发生逆级联过程,即短波长扰动逐渐向长波长扰动发展。

关键词：磁惯性约束聚变磁流体力学磁瑞利-泰勒不稳定性流动的线性稳定性理论 WENO有限差分法波模耦合

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轴向流对Z箍缩等离子体稳定性的影响

引用

物理学报 2006年第5期55卷 2333-2339页

作者：张扬丁宁北京应用物理与计算数学研究所北京100088

利用理想磁流体力学(MHD)模型对有轴向流参与的Z箍缩等离子体不稳定性进行了分析.对可压缩平板等离子体模型的色散关系进行了推导,讨论了三种不同等离子体状态下的不稳定性增长率.结果显示,等离子体的可压缩性对磁瑞利-泰勒/开尔文-亥... 详细信息

利用理想磁流体力学(MHD)模型对有轴向流参与的Z箍缩等离子体不稳定性进行了分析.对可压缩平板等离子体模型的色散关系进行了推导,讨论了三种不同等离子体状态下的不稳定性增长率.结果显示,等离子体的可压缩性对磁瑞利-泰勒/开尔文-亥姆霍兹(MRT/KH)杂化不稳定性有抑制作用,改善了轴向剪切流对长波长扰动的影响.分析了不同轴向流速度分布对系统稳定性的影响.结果表明,对于峰值相同的不同轴向流,其对不稳定性的抑制效果只依赖于扰动集中区域内速度剪切的大小,与其他位置的速度剪切无关.

关键词： Z箍缩磁瑞利-泰勒不稳定性轴向剪切流 MHD方程

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