复杂流动的LBGK模拟

ＬＢＧＫ方法在保留了格子气模型的一些优点的同时，克服了格子气模型的不足之处．应用ＬＢＧＫ方法，可以对更复杂的流体进行模拟．本文讨论了一种九点ＬＢＧＫ模型，并用Ｃｈａｐｍａｎ－Ｅｎｓｋｏｇ展开方法和多尺度技术证明其在二阶精度上表现为标准的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程．用该模型对圆柱绕流和管排流动进行模拟的结果显示，该模型能较好地模拟复杂流动现象，并具有一定工程应用背景．     

车辆从车道进入与转出的一维多速随机交通流模型的研究

应用平均场理论，研究了有车辆进入车道和从车道转出的一维多速随机交通流模型，给出了车流达到稳定时的密度分布概率和平均交通流量与几种随机因素的解析结果．并利用一维元胞自动机模型进行了模拟．实验模拟与理论计算结果符合． 关键词：     

一个新的核态沸腾汽泡动力学模型

本文在经典汽泡动力学理论基础上，提出了描述汽泡生长过程的综合界面模型．本模型的核心在于汽泡内部的热力学过程的详细分析及汽液界面的传热、传质过程的详细描述．并对汽泡生长过程进行了模拟计算，给出了动力学控制阶段的时间范围．本模型对汽泡生长、汽膜发展的理论分析及数值模拟提供了良好的基础．     

未饱和土壤中多相多组分热质迁移过程的动态模拟研究

本文研究了未饱和土壤中热、湿与盐分的复合迁移过程的机理和动态特性．建立了描述多相多组分热质迁移过程的动态模型和相应的微分方程组并进行了数值模拟，获得了土壤中温度分布、盐分分布和湿分分布的动态分布特性．模拟结果和实测值相比较，表明本文建立的模型是合理可信的．     

一种新的k方程转捩湍流模型

本文在分析了针对充分发展湍流模型建立的k方程湍流模型模拟转捩流动的能力之后，构筑了一种新的Fμ函数及相应的k方程湍流模型．将该模型应用于数值求解NS方程，模拟了中等来流湍流度下零压力梯度平板捩报流动，并将部分计算结果与实验结果及经验关系进行了比较．     

读者来信

读者来信编辑同志：读了本刊１９９５年第３期上于肇贤同志的《对称线性多原子分子自由振动的机电模拟》一文（以下简称《于文》），觉得有不妥之处．《于文》一开始，给出了“对称线性四原子分子自由振动的力学模型”的拉氏函数和相关的模拟电路．本人认为，该模拟电路不...     

甲烷预混燃烧火焰的详细数值模拟

将六步简化甲烷燃烧反应模型与层流Ｎ－Ｓ方程相结合，数值模拟了定常与非定常的甲烷预混燃烧火焰．得到了速度、温度和包括ＣＯ和ＮＯ在内的十种组份的浓度分布；预测了进气流量脉动时的燃烧流场特性．该模型及其计算软件可较推确地模拟化学反应动力学起主导作用的甲烷预混燃烧现象，为研究燃烧过程特性，发展高效低污染燃烧技术与设备提供了有力的数值研究工具．     

非饱和势模型关于e~＋e~－→qq→h’s的Monte－Carlo模拟

根据非饱和势模型对ｅ＋ｅ－→ｑｑ→ｈ’ｓ过程作了全面的Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ模拟．采用一个近似于快度均匀分布的相对纵动量分布，并利用一个与非饱和势模型相一致的方法处理了重粒子衰变．最后把Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ模拟结果同２９和３５ＧｅＶ的实验作了比较．     

无箔二极管电磁PIC模拟空间电荷限制发射模型比较

 为了在无箔二极管电磁PIC模拟中采用与电磁场自洽的空间电荷限制发射模型，对查尔特定律模型、高斯定律模型和一维二极管模型进行了理论分析和实例模拟比较。模拟结果表明，三种模型都能与电磁场自洽并反映外加磁场对发射电流的影响，但高斯定律模型受网格剖分粗细程度的影响较大且容易产生振荡，一维二极管模型在网格参数合理的情况下结果与查尔特定律模型基本接近，但需要求解超越方程，花费时间多。通过对模拟结果进行分析和比较，认为外加磁场对电子发射模型本身的影响很小，在电磁PIC数值模拟中可以不考虑，因此，查尔特定律模型更适合用于无箔二极管的电磁PIC模拟。     

NO_x生成的有限反应速率二阶矩封闭模型

本文用有限反应速率二阶矩封闭模型对大速差射流燃烧室内煤粉燃烧过程中NO的生成进行了数值模拟，并将该模型的计算结果与Arrhenius模型的计算结果进行了比较，模拟结果表明，燃烧室中NO的生成是由燃料NO的生成机理来控制，Arrhenius模型计算得到的NO的浓度值高于有限反应速率二阶矩封闭模型的计算结果．     

Rayleigh-Taylor/gravitational instability in dense magnetoplasmas

The Rayleigh-Taylor instability is investigated in a nonuniform dense quantum magnetoplasma. For this purpose, a quantum hydrodynamical model is used for the electrons whereas the ions are assumed to be cold and classical. The dispersion relation for the Rayleigh-Taylor instability becomes modified with the quantum corrections associated with the Fermi pressure law and the quantum Bohm potential force. Numerically, it is found that the quantum speed and density gradient significantly modify the growth rate of RT instability. In a dense quantum magnetoplasma case, the linear growth rate of RT instability becomes significantly higher than its classical value and the modes are found to be highly localized. The present investigation should be useful in the studies of dense astrophysical magnetoplasmas as well as in laser-produced plasmas.     

Suppression of the Rayleigh-Taylor instability due to self-radiation in a multiablation target

A scheme to suppress the Rayleigh-Taylor instability has been investigated for a direct-drive inertial fusion target. In a high-Z doped-plastic target, two ablation surfaces are formed separately-one driven by thermal radiation and the other driven by electron conduction. The growth of the Rayleigh-Taylor instability is significantly suppressed on the radiation-driven ablation surface inside the target due to the large ablation velocity and long density scale length. A significant reduction of the growth rate was observed in simulations and experiments using a brominated plastic target. A new direct-drive pellet was designed using this scheme.     

轴向剪切流对Z箍缩等离子体瑞利-泰勒不稳定性的抑制

利用理想磁流体力学模型对有轴向剪切流的Z箍缩等离子体不稳定性进行了分析。给出了可压缩模型的色散关系,分别对可压缩及不可压缩模型中轴向剪切流对Z箍缩等离子体瑞利-泰勒不稳定性的抑制作用进行了比较,讨论了可压缩性对含有轴向剪切流系统不稳定性的影响。结果表明,可压缩性能够减缓瑞利-泰勒P凯尔文-亥姆霍兹(RTPKH)模扰动的增长,因而使得轴向剪切流对系统不稳定性的抑制作用表现得更为突出。计算结果还说明,在RT不稳定性线性增长阶段,等离子体温度较低,使用可压缩模型能够更真实地描述系统的状态。     

R-T界面不稳定性及湍流混合的大涡模拟

采用大涡模拟(LES)方法研究R-T(Rayleigh Taylor)不稳定性,显示了不稳定发展的小扰动阶段、变形阶段、规则非线性阶段、不规则非线性阶段和湍流混合阶段界面演化与特征,分析了湍流混合层厚度增长的规律,同时还研究了湍流二阶相关量如动量、质量和能量通量在大尺度和亚格子尺度所占分量,验证了LES方法是处理R-T界面不稳定性和湍流混合的一种有效方法.     

平面调制靶瑞利-泰勒不稳定性初步研究

 瑞利-泰勒不稳定性增长的准确估计是激光聚变的重要研究课题。在神光Ⅱ装置上，利用面向背光照相技术对正弦调制平面靶的瑞利-泰勒不稳定性增长进行了实验研究，得到了清晰的时空分辨图像；采用傅里叶变换取基模法和求波峰波谷差值法分析了实验结果；两种方法得到的靶扰动增长因子相同。实验中平面靶扰动增长较小可能是密度梯度致稳和烧蚀致稳抑制了扰动增长，也可能是扰动进入了非线性阶段而使增长不大。     

Weak Nonlinearity of Ablative Rayleigh--Taylor Instability

The weakly nonlinear regime of single mode ablative Rayleigh-Taylor instability is studied, with consideration of preheat effect and the width of the ablation front. The Rayleigh-Taylor linear growth rate agrees well with the direct numerical simulation. For the density perturbation, the amplitude distribution of the fundamental mode has one peak value whereas those of the second and third harmonics have two and three peak values, respectively. Harmonics generation versus wave number is also given and it is close to the result of direct numerical simulation.     

界面张力对Rayleigh-Taylor不稳定性的影响

将具有简单速度势的Layzer模型和Zufiria模型推广至非理想流体情况, 并分别利用这两种模型研究了界面张力对Rayleigh-Taylor不稳定性的影响. 首先得到了两种模型下气泡的渐近速度和渐近曲率的解析表达式; 其次系统研究了界面张力对气泡的渐近速度和渐近曲率的影响; 最后将两种模型进行了比较, 并将气泡的渐近速度和数值模拟进行了比较. 研究表明: 界面张力压低了气泡的速度, 但对曲率没有影响; 利用简单速度势的Layzer模型所得的气泡的渐近速度比复杂速度势的Layzer模型的值小, 但是比Zufiria模型的值大; 当阿特伍德数等于1时, 简单速度势的Layzer模型和复杂速度势的Layzer模型给出的结果一致. 关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性 界面张力 Layzer模型 Zufiria模型     

SYNERGETIC MITIGATION OF THE RAYLEIGH—TAYLOR INSTABILITY BY SHEAR AXIAL FLOWS AND FINITE LARMOR RADIUS

1　IntroductionImplodingZ pinchesemployinggaspuffs,cy lindricalfoils,andwirearraysareverycompactandefficientdevicesforcouplingelectromagneticenergyfromapulseforminglineintoadenseplas macolumn.Morerecently,aluminumwirearrayimplosionshaveproducedthehighestX raypowerof40TWonthe20TWSaturnacceleratoratSandiaNationalLaboratory[1].Thesedeviceshavepoten tialapplicationstocontrolledfusionaswellastointensesourcesofkeVX raysfornuclearweaponseffects.Unfortunately,theimplosionsarehighlysusceptibletoR…     

金属锡Rayleigh-Taylor不稳定性对模型参数敏感性的数值分析

利用自研的爆轰与冲击动力学欧拉计算程序和Steinberg-Guinan(SG)本构模型,数值模拟分析了样品初始参数(初始振幅、初始波长、样品初始厚度)和SG本构模型初始参数对爆轰驱动锡Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性增长的影响。结果表明金属锡样品的初始参数对其RT不稳定性增长有很大的影响。RT不稳定性增长随着初始振幅的减小而减小,且存在一个截止初始振幅;存在一个最不稳定的模态(波长),当初始波长大于该波长时,RT不稳定性增长随着初始波长的减小而增大,反之,RT不稳定性增长随着初始波长的减小而减小;样品厚度的增大可以抑制RT不稳定性增长,而且存在一个样品截止厚度。金属锡的RT不稳定性增长对其SG本构模型应变硬化系数和应变硬化指数的变化不敏感,而对压力硬化系数和热软化系数比较敏感。从采用扰动增长法预估材料强度的角度来说,修正压力硬化系数以获得锡合理的材料强度是合理的途径。     

Suppression of Rayleigh-Taylor instability by gyroviscosity and sheared axial flow in imploding plasma pinches

The synergistic stabilizing effect of gyroviscosity and sheared axial flow on the Rayleigh-Taylor instability in Z-pinch implosions is studied by means of the incompressible viscid magneto-hydrodynamic equations.The gyroviscosity(or finite Larmor radius) effects are introduced in the momentum equation through an anisotropic ion stress tensor.Dispersion relation with the effect of a density discontinuity is derived.The results indicate that the short-wavelength modes of the Rayleigh-Taylor instability are easily stabilized by the gyroviscosity effects.The long wavelength modes are stabilized by the sufficient sheared axial flow.However,the synergistic effects of the finite Larmor radius and sheared axial flow can heavily mitigate the Rayleigh-Taylor instability.This synergistic effect can compress the Rayleigh-Taylor instability to a narrow wave number region.Even with a sufficient gyroviscosity and large enough flow velocity,the synergistic effect can completely suppressed the Rayleigh-Taylor instability in whole wave number region.