高精度FV-WENO格式在辐射流体数值模拟研究中的若干应用

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sii923
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
实现可控核聚变的方法之一是惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion,简记为ICF)。ICF内爆压缩过程所涉及的是超高温超高压下的多介质可压缩大变形流体,此过程中会遇到许多强冲击波、各种流体不稳定性及非常复杂的高密度比物质界面,对其进行的数值模拟一直是ICF数值模拟研究的瓶颈问题之一。相关的数学模型是由非线性双曲方程组、非线性抛物方程组和非线性代数方程组耦合而形成的辐射流体力学方程组,它具有强非线性、强刚性和多尺度等特征。本文研究了高精度FV-WENO格式在ICF内爆数值模拟中的若干应用。所设计的内爆过程数值模拟主要流程如下:首先把辐射流体力学方程组解耦为纯欧拉流体方程组和多介质辐射热传导方程组两部分;然后在每一时间积分步中先用高精度FV-WENO格式求解欧拉流体方程组,算出下一时刻的物理量,包括密度ρ,速度U和尚须校正的总能量E;再用二阶差分格式求解辐射热传导方程组,以所获结果来校正总能量E,从而完成一个时间步的计算。  首先将高精度FV-WENO格式用于求解ICF数值模拟中经常遇到的高密度比问题和强激波与接触间断相互作用问题,获得了看上去完全没有非物理振动的高分辨率数值结果,从而证实了高精度FV-WENO格式对于ICF数值模拟研究具有很好的适应性;接着,将五阶FV-WENO格式与求解多介质辐射热传导方程组的二阶差分格式相结合,开发了辐射驱动球对称内爆压缩过程欧拉数值模拟软件。将该软件用于计算一个ICF内爆实例,获得了比较理想的数值结果;动态数值结果与真实物理过程始终比较吻合,具有高收缩比,提供了清晰的氘氚区动态界面,且看上去始终很好地保持了球对称性。理论分析和数值试验均表明该软件具有快速和高分辨率等突出优点,特别适用于需要对内爆过程进行反复的大量的快速数值试验的研究工作,因而在激光聚变点火靶丸设计工作中具有特殊重要的实用价值。
其他文献
本文主要研究特征零域上3一李双代数的结构.引入3一李双代数的概念,对已知的3一李双代数(L,U,△),研究了其对偶代数(L*,△*,U*)的结构,这里L*是L的对偶空间,△*,U*分别为其对偶映射,并研
微分方程是用来描述自然现象变化规律的有力工具,我们通常将相应的差分方程视作其离散形式,但它也具有自身的特殊性.随着计算机科学技术的发展,在许多学科中,如工程控制、医
【摘要】一、传统的写作训练手段——模仿。二、模仿范文:1、模仿构思;2、模仿选材;3、模仿结构;4、模仿语言。  【关键词】作文;教学;模仿  模仿是学生作文的心理需要,是教学的必要手段。刘知已在《史通》“模拟”一节中,认为“模仿”是写作的人效法他人作品,取人之长,补已之短的必要手段。他说:“夫述者相效,自古而然。”可见,模仿是一种传统的写作训练手段。  当然,模仿不是简单地照抄,它是一个复杂的思
本文主要运用了拟线性化方法分别讨论了不同类型的分数阶微分方程及方程组的解的收敛性,并得到了解的平方收敛的结果.全文共分五章.  第一章简述了分数阶微分方程系统的课