BEPCⅡ中电子云不稳定性模拟研究

正电子储存环在多束团运行时有可能发生电子云不稳定性(ECI)?.本文针对北京正负电子对撞机二期工程(BEPCⅡ)的具体条件,编写发展了模拟计算程序,以不同电子云密度抑制措施下的计算结果为基础,研究了耦合束团不稳定性和单束团不稳定性,给出了电子云不稳定性增长率和阈值密度以及色品对束团尺寸增长的抑制作用,为储存环中电子云不稳定性的前沿科学研究和BEPCⅡ工程设计提供了有意义的结果.     

BEPC中的电子云不稳定性研究

多束团正电子储存环中可能发生电子云不稳定性(ECI). 自1996年起, 在北京正负电子对撞机(BEPC)上开展了与这种束流不稳定性相关的系列研究. 文章扼要介绍在BEPC上进行的电子云不稳定性研究, 包括实验观测和模拟计算, 并讨论可能的抑制措施.     

双束流激发的纵向尾场与纵向不稳定性的研究

 用解析的方法研究了同向和反向运动束流激发的纵向尾场,并且给出了线性近似下束团沿环不均匀分布情形下的双束流纵向多束团不稳定性的计算公式,得出了双束流不稳定性与高频腔(或其它类腔结构)在环上位置及模的对称性有关的结论。     

BEPC中电子云导致的束团横向尺寸增长研究

多束团正电子储存环中可能发生电子云不稳定性. 由于电子云导致的束团横向尺寸增长已经成为提高对撞机对撞亮度的主要限制因素之一. 介绍了在BEPC储存环中, 利用条纹相机直接测量由于电子云导致的束团横向尺寸增长结果, 并与模拟计算进行了比较.     

BEPCⅡ中电子云密度的计算研究

正电子储存环在多束团运行时有可能发生电子云不稳定性(ECI).本文针对北京正负电子对撞机二期工程(BEPCⅡ)的具体条件,区别于国外的研究编写发展了模拟计算程序,首次给出了前室型真空管道中电子云的聚集情况,定量计算了不同前室长度,不同二次电子产额作用下的电子云密度;通过模拟计算研究了在真空管道中放置清洗电极来降低电子云密度并改变密度分布以抑制不稳定性的可能性,为储存环中电子云不稳定性的前沿科学研究和BEPCⅡ工程设计提供了有意义的结果     

纵向逐束团束流反馈冲击器模型腔的研制

纵向束流反馈系统是近年来国际上迅速发展并广泛应用的抑制储存环纵向耦合束团不稳定性的方法,冲击器是其中的关键部件之一.结合BEPCⅡ设计参数,研制了纵向束流反馈冲击器模型腔,并且利用同轴线法测量了该模型腔的阻抗和带宽,满足设计要求.该模型腔设计采用脊波导加载带鼻锥的pillbox腔体的方案,束流管道设计为BEPCⅡ标准跑道形.     

非均匀分布纵向耦合束不稳定性的研究

利用Vlasov方程研究了非均匀分布情形下的纵向多束团不稳定性.当束团均匀分布时,由该方法所得到的结果与ZAP程序给出的结果一致;对于非均匀分布的情形,由该分析解得到的结果与模拟跟踪方法所得到的结果接近.     

BEPC上离子引起的耦合束团不稳定性分析

对在北京正负电子对撞机(BEPC)上观测到的由离子引起的电子束二极耦合束团不稳定性的实验数据作了分析处理,给出了这种二极耦合束团不稳定性的边带.首先用离子俘获的线性两束流理论定量计算了离子引起的二极耦合束团不稳定性发生的阈值束流流强和不稳定性的增长时间,然后用基于束流–离子强弱作用模型的模拟程序跟踪了在实验情况下束流与离子的相互作用过程,跟踪结果成功地再现了离子引起的二极耦合束团不稳定性边带,并给出了比较合理的不稳定性增长时间.     

多粒子模拟方法分析北京正负电子对撞机储存环束团长度拉伸效应

采用多粒子模拟方法,分析了北京正负电子对撞机(BEPC)储存环纵向不稳定性,给出了BEPC储存环束团长度与单束流强的关系,得出了阈值流强.模拟结果与BEPC95年4月实测结果符合较好.     

BEPCⅡ直线注入器的尾场效应

BEPCⅡ直线注入器中的强流、短束团的尾场效应将损害束流的性能．用分析解和数值模拟计算的方法，系统地研究了尾场对纵向和径向束流动力学的影响，包括单束团的短程尾场和多束团的长程尾场对束流能量、能散、发射度、轨道和初级电子束在正电子产生靶上束斑尺寸的影响等．研究了有效抑制这些尾场效应的措施．     

Selkov模型不同扩散和流速下非Turing不稳定化学反应机制

建立了Selkov模型中间反应物具有不同扩散和不同流速条件下的反应 扩散 流动方程 ,理论分析了非Turing不稳定形成的条件 ,求得其参数区间 ,对Andresen的结论作了拓展 .研究还发现 ,在振荡Hopf区域之外 ,静止波动 (空间周期结构FDS)仍然可以存在 .因而 ,此结构存在的参数空间大于Andresen的结果 .同时 ,还将此种不稳定参数区间与Turing不稳定和差速流动引起不稳定 (DIFI)的结果进行了比较 ,结果发现静态FDS值总是处于DIFI临界曲线相应的最小值之上 ,这表明动力学机制是由DIFI不稳定造成的 ,DIFI不稳定区是产生静止波FDS不稳定结构的必要条件     

Bifurcation analysis and amplitude equations for viscoelastic convective fluids

Summary The possible bifurcations of a convective instability in viscoelastic fluid are studied. The viscoelastic behaviour is modelized by means of the Oldroyd type fluid whose parameters can be adjusted to suit a large class of polymeric fluids. We analyse in some detail bifurcations of codimension one (stationary or oscillatory convection) and codimension two for such kind of fluids. By a weak nonlinear analysis, the coefficients of the amplitude equations corresponding to the different bifurcations are also determined. It has been found that the nature of the convective solution depends crucially on both the viscoelastic parameters and the constitutive equation used to describe the fluid.     

Letter: Measuring the Strength of Dissipative Inflation

We comment on recently proposed dissipative inflationary models. It is shown that the strength of the inflationary expansion is related to a specific combination of thermodynamic variables which is known to measure the instability of self-gravitating dissipative systems.     

Effect of the combined thermal and mass concentration gradients on the stability of a chemically reacting fluid in a porous medium

Summary The onset of instability, due to the combined effects of thermal and mass concentration gradients, is investigated in the hydrodynamic stability regime. It is found that the critical Rayleigh number, which determines the onset of instability, increases as the chemical reaction rate constant increases hyperbolically over a wide range of values at both moderate and high permeabilities. In addition, the instability grows with increase in porosity. Previous results show that the critical Rayleigh number rises linearly when only the mass concentration gradient is considered.     

非线性腔中横模的时空不稳定

通过数值模拟研究了非线性腔的横向效应，非线性表现在光场通过放大介质时所引起的相位变化与强度有关，模拟结果显示，随着非线性系数的变化，腔中的光场分布表现丰富的时空不稳定行为，其中包括横模跳变，时空周期行为以及光学涡旋的出现。     

激光烧蚀瑞利泰勒不稳定性数值研究

 介绍了激光烧蚀流体不稳定性计算程序EUL3D,其计算结果与Takabe 公式、FAST2D程序和LASNEX程序的结果以及日本大阪大学激光烧蚀瑞利—泰勒(RT)不稳定性实验,都较好符合,发现了横向电子热传导烧蚀在长波长扰动的非线性瑞利—泰勒不稳定性演变中起重要作用。在合理近似下,得到了烧蚀RT不稳定性线性增长率的预热致稳公式,此公式除包含了烧蚀对流致稳和密度梯度致稳因素外,还包含了Atwood数变小致稳因素,因此与各种情况的二维计算值都很好符合。     

Pattern selection in thermal convection in an annulus

Summary We report an analysis of the selected wave vector, as a function of the Rayleigh number, in thermal convection in annular geometry. The patterns have been studied by means of shadowgraph and, more quantitatively, with a sweeping laser beam. The selection processes have been investigated in cells of different sizes. We find that the wavevector increases for radial aspect ratios less than 2, whereas it decreases for larger aspect ratios. The thresholds for time-dependent regimes have also been measured.     

用NND格式模拟Kelvin-Helmholtz不稳定性

使用局部Steger-Warming通量分裂方法,利用NND有限差分格式求解守恒型流体力学方程组,实现对Kelvin-Helmholtz不稳定性的数值模拟.数值模拟给出的线性增长率与线性稳定性分析给出的结果相符合,得到锐利的界面变形图像.     

任意Atwood数Rayleigh-Taylor和 Richtmyer-Meshkov 不稳定性气泡速度研究

本文将Layzer气泡模型推广到任意界面Atwood数情形,得到了自洽的微分方程组.该模型描述了气泡从早期的指数增长阶段到气 泡以渐近速度上升的非线性阶段的发展过程,给出了Rayleigh-Taylor(RT)和Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性的二维和 三维气泡速度渐近解,还求出了二维和三维RT不稳定性气泡顶点附近速度的解析解.     

Self-sustained oscillations in a homogeneous-density round jet

The paper is devoted to a new phenomenon of self-sustained oscillations triggered in a round free homogeneous-density jet. It was shown by the experimental investigations supported by the numerical approach based on extensive-Large Eddy Simulations studies that such a self-sustained regime can be established in a homogeneous-density jet, provided that the boundary layer at the nozzle exit is sufficiently thin and the perturbation level sufficiently low. The growth rate of the naturally amplified unstable modes is high enough to induce backflow leading to self-excited oscillations.