气体体积粘性对二维环形激波聚焦的影响

基于体积粘性系数ζ的分子运动论和连续介质理论,对二维环形激波聚焦（马赫数Ma=2.0）的体积粘性效应进行数值研究,结果表明：对于热完全气体,体积粘性使得激波汇聚中心点处的压力减小、温度增加、密度减小,聚焦点物理参数的改变量分别可达20%、10%、30%,体积粘性效应对环形激波聚焦的影响是不可忽略的;与转动模态相比,在振动模态下环形激波聚焦的体积粘性效应更为明显,因为激波聚焦点附近的体积粘性应力ζ▽·V与热力学压力p达到同一数量级,从而显著改变了流动参数.     

高Z烧蚀等离子体的运动规律研究

填充低密度低Z物质的黑腔孔隙漏光是一类典型的高Z烧蚀等离子体在烧蚀及压力动态平衡下的运动问题.本文利用简化的一维平面模型模拟了孔隙侧壁烧蚀金等离子体在CH泡沫约束作用下的运动行为,展示了轻重物质界面在物质压和辐射压共同作用下运动的物理图象.提出金等离子体从扩张到折返的过程对应于孔隙从收缩到打开的过程,并给出折返时间和折返距离的解析方程,以及二者的峰值温度三次方与CH密度成正比的规律,同时表明在CH密度的较大变化范围内,金等离子体的烧蚀标度指数不变.利用改造的一维MULTI程序数值模拟的结果验证了解析理论的主要结论.本文给出了可在较宽的温度密度范围内计算高Z等离子体做折返运动的理论公式.     

同心壳层结构中超声速扩散辐射波的几何自由程

在局域热动平衡近似下,研究几何壳层结构所产生的腔体约束对辐射过程的影响.基于同心圆柱和同心圆球的壳夹层光输运模型,给出垂直于光子通路的谱辐射能流径向分布和平均能流公式,通过数值求解得到截面平均的壳层结构平均几何自由程,研究输运通道的径向光学厚度和几何结构对几何自由程的影响.由于球几何对光子的三维束缚,球壳层结构对辐射过程的影响比柱壳层更大,辐射过程必须根据实际几何构型和辐射通道的光学厚度予以几何自由程的修正.为方便使用,根据一定几何构型结合严格数值解给出了几何自由程的拟合公式.     

Anomalous scaling in a non-Gaussian random shell model for passive scalars

In this paper, we have introduced a shell-model of Kraichnan's passive scalar problem. Different from the original problem, the prescribed random velocity field is non-Gaussian and $\delta$ correlated in time, and its introduction is inspired by She and L\'{e}v\^{e}que (Phys. Rev. Lett. {\bf 72}, 336 (1994)). For comparison, we also give the passive scalar advected by the Gaussian random velocity field. The anomalous scaling exponents $H(p)$ of passive scalar advected by these two kinds of random velocities above are determined for structure function with values of $p$ up to 15 by Monte Carlo simulations of the random shell model, with Gear methods used to solve the stochastic differential equations. We find that the $H(p)$ advected by the non-Gaussian random velocity is not more anomalous than that advected by the Gaussian random velocity. Whether the advecting velocity is non-Gaussian or Gaussian, similar scaling exponents of passive scalar are obtained with the same molecular diffusivity.     

光学CCD快门系统特性

基于国内惯性约束聚变实验精密化需求,开展了可见光CCD机械快门特性研究的分解实验,定量表征了机械快门的时间特性,不仅为物理实验参数设置提供了依据,也对信号强度不确定度的定量分析提供了基准数据。另外根据物理实验的实时控制需求,设计开发了一套机械快门状态检测系统,它能及时快速反馈快门运转情况,提高了实验的可靠性。     

基于第二粘性的Navier-Stokes方程组求解正激波结构

为考察气体第二粘性（体积粘性）对正激波内部流动的影响机制，数值求解含第二粘性的一维Navier-Stokes方程组.结果表明：第二粘性对激波内部的密度、热流和能量分布等物理量具有抹平效应，导致热流和熵流的峰值减小、激波厚度增加，体积粘性耗散的增加使得一部分机械能转化为内能；考虑第二粘性所计算的密度分布和激波厚度大为改善，与实验数据吻合较好；当马赫数为1.2≤Ma≤10，激波内部的Knudsen数满足0.12≤Kn≤0.4，对于马赫数Ma≤4.0的激波内部流动，考虑第二粘性的连续流Navier-Stokes方程组能够准确地模拟正激波结构.     

惯性约束聚变中氘氚燃料整体点火与燃烧条件研究

在局域热动平衡近似下, 利用能量平衡关系, 建立热核系统整体点火能量平衡方程, 对该方程求解得到热核反应系统点火阈值. 在计算和分析的基础上给出参数空间的点火关系, 以及该条件受装量、核子数比以及返照率等因素的影响情况. 点火时刻面密度越大, 则对应的点火温度越低, 并且电子-辐射温度脱离越小, 越接近三温平衡的点火状态; 反之则在点火时刻对应较大温度脱离. 更重要的是, 该分析方法还可以根据点火时刻系统的物理状态, 通过线性稳定性分析方法, 描述出系统的后续行为, 也就是说, 可以判断出这样的热核系统能否继续升温并实现深度燃烧.     

Breakup of spiral wave under different boundary conditions

In this paper, we investigate the breakup of spiral wave under no-flux, periodic and Dirichlet boundary conditions respectively. When the parameter \varepsilon is close to a critical value for Doppler-induced wave breakup, the instability of the system caused by the boundary effect occurs in the last two cases, resulting in the breakup of spiral wave near the boundary. With our defined average order measure of spiral wave (AOMSW), we quantify the degree of order of the system when the boundary-induced breakup of spiral wave happens. By analysing the AOMSW and outer diameter R of the spiral tip orbit, it is easy to find that this boundary effect is correlated with large values of R, especially under the Dirichlet boundary condition. This correlation is nonlinear, so the AOMSW sometimes oscillates with the variation of \varepsilon.