反场构型平面薄膜电爆炸等离子体电流通道

Z箍缩负载初始化电流通道的形成建立过程、电流密度分布模式及其演化特征对研究等离子体动力学发展、分析等离子体不稳定性模式、开展磁流体数值模拟工作等具有重要意义.平面薄膜是研究这一问题中具有连续二维结构的理想构型.基于理想无限长平板假设下的反场薄膜-回流柱负载模型,通过理论对电感主导模式下的电流通道建立和演化过程、薄膜平面磁场分布特征和薄膜各部分受力特征进行了计算分析.通过开展对称型与非对称型下的平面薄膜电爆炸实验,以可见光分幅相机记录薄膜等离子体自辐射光分布为主要诊断手段开展了实验验证.结果显示,早期电流的建立与分布符合电感模型预期,薄膜等离子体表现出电流密度边缘聚集和钳状型等离子体发光形态.中后期图像显示发光强区会由薄膜边界向中心位置转移并导致峰状凸起型等离子体发光形态的演化,表明电流分配受等离子体发展影响,边界融蚀等离子体向心汇聚导致电流随之转移,最终造成电流通道的快速切换.     

反场构型等离子体靶压缩过程中强磁场对α粒子能量的约束效应

基于一维弹塑性磁流体力学程序（SSS-MHD）,研究了反场构型（FRC）等离子体靶在磁驱动固体套筒压缩过程中强磁场对α粒子能量约束效应,分析了α粒子的非局域和局域自加热对FRC等离子靶压缩峰值温度的影响,以及α粒子能量在整个压缩过程中端部损失效应。等离子体部分采用多温单流体的模型,能量的计算中引入了DT离子、电子及α粒子多成分温度的能量方程,同时考虑了等离子体压缩过程热平衡下的核反应和非局域自加热问题。研究结果表明,磁化靶聚变等离子体在压缩过程中具有较好的稳定性,能够保持刚性转子的靶结构,压缩过程形成的强磁场能够将α粒子的能量约束在O点附近的区域,有利于等离子体靶的点火及燃烧;α粒子对等离子体的自加热效应主要集中在等离子体电流中心区,而非等离子体中心轴处;α粒子对DT等离子体局域和非局域自加热过程存在差异,局域自加热过程的功率大于非局域自加热过程的功率,FRC等离子靶压缩峰值状态温度相差0.5倍。在反场构型的刮离层区,α粒子的能量端部损失在FRC等离子体靶的压缩和膨胀过程中逐渐增大。     

Fokker-Planck方程的数值解

采用扩散模型研究核裂变,需要求解Fokker-Planck方程。本文提出一个数值计算方法-平均隐式差分方法。对具有粘滞性的核体系的有关裂变动力学量,如几率分布、裂变率、断点处的平均动能以及鞍点到断点的平均扩散时间等一系列物理量做了计算,并与适合大粘滞性的Kramers的解析解做了比较。通过与解析解的比较及对归一常数的检验,证明计算结果精确可靠。     

Orr-Sommerfeld方程的数值解

本文讨论用有限元求解Orr-Sommerfeld方程的方法。由于选取7阶Hermite多项式为元素的基函数和按照流体在各个区域中的不同物理特性选取元素的网格分布,保证了函数在元素节点处C³连续及计算误差的较好控制,所得的结果比以前较为准确。应用这种方法讨论Plane Poi-seuille流的稳定性问题,求得临界雷诺数R_c=5772.2218,在雷诺数从R_c到R=10¹⁰范围内较精确地计算了该流体的中性曲线。     

基于紧致差分的Grad-Shafranov方程快速解法

在等离子体平衡重建迭代计算过程中,需要快速求解Grad-Shafranov方程(G-S方程)。构造了具有四阶精度紧致差分格式的离散方程,采用离散正弦变换技术对其进行快速求解并采用CUDATM实现GPU并行加速,将其应用到EAST等离子体平衡重建PEFIT代码中,实现基于紧致差分格式的快速G-S方程求解。结果表明,在65?65的网格下,给定方程右端项电流分布的前提下,使用GPU求解G-S方程所需时间为大约34?s。     

基于紧致差分的Grad-Shafranov方程快速解法

在等离子体平衡重建迭代计算过程中,需要快速求解Grad-Shafranov方程(G-S方程)。构造了具有四阶精度紧致差分格式的离散方程,采用离散正弦变换技术对其进行快速求解并采用CUDATM实现GPU并行加速,将其应用到EAST等离子体平衡重建PEFIT代码中,实现基于紧致差分格式的快速G-S方程求解。结果表明,在65×65的网格下,给定方程右端项电流分布的前提下,使用GPU求解G-S方程所需时间为大约34μs。     

Fredholm积分方程的数值解

积分方程是泛函分析的一个重要分支，它是研究数学及其它学科，如偏微分方程边值问题和各种物理问题的重要数学方法，为此，我们研制了求解Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分方程的代码ＩＴＧＭＯ，并给出了该代码实验应用的例子。     

中子慢化积分方程的数值解

本文对同心环几何条件,用Lobatto求积公式近似求解了中子慢化积分方程,得到了比较精确的超热能谱,并由此算出了共振积分。用逐步递推方法计算慢化源,用予制的P_ij表内插求首次碰撞几率,大量节省了机器时间。同时,本文用多能级公式计算²³⁵U、²³⁹Pu核的共振截面,从而使共振峰间的重叠和干涉也得到了考虑。用文献提供的模型做了校核计算,取得比较满意的结果。     

高能带电粒子Fokker-PLanck方程的数值解

本文用"空间和能量双向一维差分方法",数值解了带有能量弥散项的高能带电粒子的Fokker Planck方程。在此基础上计算了对背景等离子体的总能量输运,以及转移给电子和离子的能量份额。所得经果与其它方法的计算结果进行了比较。     

格点规范理论中Fokker-Planck方程的平均场解

将格点规范理论中的演化分布函数逐步地分解为单链变量分布函数的乘积,我们得到了Fokker-Planck方程的平均场近似解.     

一类新的复合场方程及解

采用5维空间4+1分解的方法建立了标量场、电磁场和引力场的复合场方程,并给出了一个复合场方程的静态球对称解 当标量场及其与电磁场的耦合不存在时(β=0),此解退化为ReissnerNordtstrom度规.还给出了标量场和电磁场产生的复合场源流密度矢量的表示式 关键词：     

非线性耦合标量场方程的精确解

在非线性耦合标量场方程已有精确解基础上，利用适当的函数变换方法，再次获得几种精确解，从而新旧结果一起构成耦合标量场方程的8种精确解，其中有6种孤子解，另外两种为三角函数形式的周期解.讨论了这些结果在物理学其他几个著名方程上的应用. 关键词：     

KTX反场箍缩装置中等离子体小破裂现象研究

在科大反场箍缩磁约束实验装置(KTX)实验中,观测并研究等离子体的显著位移及其带来的小破裂现象。通过分析H_α 谱线、软X 射线辐射以及磁探针数据,发现其主要特征是破裂前等离子体电流重心的缓慢外移,在小破裂后等离子体电流重心在百微秒时间迅速反向移动,重新达到稳定位形。同时,等离子体小破裂伴随着m=1 的边界磁场扰动、稳定壳上显著变化的涡流、以及H_α 谱线和软X 射线辐射的增强。通过对KTX 小破裂实验数据的分析与统计,得出回弹位移与等离子体位移成线性关系。对等离子体电流分布及稳定壳涡流,建立了唯象电路模型,得出了和实验相一致的结论,确定了稳定壳上快速变化的涡流是等离子体小破裂后回复平衡的重要因素。     

驻波场中两能级原子运动方程及其解

首次将固体量论中的ＬＬＰ变换用于处理两能级原子与驻波场相互作用体系的全量子哈密顿量。这一结果对于研究原子束穿透驻波场所造成的折射十分重要。     

等离子体中强场的演化

研究了短脉冲强激光在欠稠密均匀等离子体中的传播，得出光场的演化方程和包络所满足的非线性方程，并用这些方程对光场在等离子体中激发的相对论谐波的饱和问题和光场传播的演化特性进行了分析. 关键词：     

Gross-Pitaevskii方程的数值解及其动力学研究

采用辛-打靶法求解了简谐势阱中碱金属玻色-爱因斯坦凝聚原子在T=0时的基态波函数,检验了波函数的稳定性,并研究了当简谐势阱突然改变时波函数随时间演化的动力学.     

带偏滤器的托卡马克中等离子体稳态径向输运的数值解

本文采用富里叶展开方法,数值地求解了带偏滤器的托卡马克装置中粒子及能量的径向输运方程,并给出了一些说明性的结果。     

反场角收缩等离子体的压缩和捕获磁通

对反场角收缩装置FRP-1等离子体的压缩过程进行了分析,并对所观察到的中性面内的捕获磁通的衰减振荡现象做了定量描述,发现计算结果与实验值符合得很好。 关键词：     

Einstein场方程的一个平面对称非静态标量场解

求出一个特殊的标量场V=V(t-z)产生的平面对称度规的一个非静态解,并研究了它的对称性、奇异性等整体特性。 关键词：