双束旁射虚阴极振荡器的粒子模拟

提出了虚阴极振荡器（Ｖｉｒｃａｔｏｒ）一种新的物理模型，用自己编写的两维半、全电磁、相对论性的粒子模拟程序ＷＧＣＦ模拟了两个对称虚阴极互相耦合振荡产生高功率微波（ＨＰＭ）的物理过程，激发的柱面波横向３６０°引出。通过大量的计算（包括单束情况）表明：（１）极距ｄ不变时，无论双束还是单束，比值Ｊ＿０／Ｊ＿ｃ在１２～２之间效率较高；（２）Ｊ＿０／Ｊ＿ｃ不变时，极距ｄ有一最佳值，大于或小于此值时效率略降低；（３）双束情况输出波型较纯净，无“直流”分量，单束情况却不然；（４）双束时频率增宽；（５）与一维情况不同，Ｊ＿０≈Ｊ＿ｃ时也会发生振荡，但直流成分较大。此外，我们对横向外边界的透射边界条件和辐射功率按模式、频率分布的表达式进行了推导。     

M1近似应用于强爆炸火球辐射输运数值模拟

推导了P1近似、Minerbo近似和M1近似模型中Eddington因子和辐射输运方程的最大特征值随各向异性因子的变化关系。采用M1近似模型对1kt TNT当量的强爆炸火球的辐射输运过程进行了数值模拟,给出了火球阵面和冲击波阵面走时,并与已有计算结果进行了比较。结果表明:辐射扩张阶段M1近似下得到的辐射波波速快于P1近似下的计算结果,落后于Minerbo近似下的计算结果,而在冲击波扩张阶段三者计算结果又趋于一致。     

自然邻点插值方法在材料状态方程数据库开发中的应用

 针对材料状态方程数据库数据量大、高度离散、分布极不规则的特点及其对插值方法的特殊要求,提出了基于自然邻点插值方法的开发方案。首先论述了基于Delaunay三角网和Voronoi图的自然邻点插值方法的基本原理,其次引入线性插值、Sibson插值和non-Sibsonian插值3种插值函数并详细介绍了各自的函数形式和插值格式,然后采用该方法对材料状态方程数据库进行插值程序开发并与数据库本身对比了插值效果,最后分析了3种插值函数的不同特性并实测了计算效率与耗时。大量分析对比显示,插值结果合理、计算效率较高,表明该方法能够很好地应用于材料状态方程数据库开发中。     

金属冷压方程的数值分析

在金属等温体积模量和冲击波动态压缩实验数据基础上,利用胡-经(HJ)方法计算了57 种金属材料在Born-Mayer(BM)模型中冷压参数q 和Q,同时提出了在没有足够实测冲击波数据前提下结合零温 Thomas-Fermi(TF)模型与低压实验数据计算冷压参数的试探法。组合Faussurier 电子热压模型、Cowan 离子热压模型和以上方法得到的冷压拟合式,通过对Be、Co 和Pb 的计算和实验的冲击绝热数据的对比,分析了HJ 法与综合优选法得到的q 和Q 之间的差异。进一步计算了Sr、Ba 和Sm 材料沿冲击绝热曲线上的热力学量,通过与相应的实测结果以及与其他模型对比来评估HJ 冷压方程的精度。     

强爆炸火球数值模拟中的算子分裂方法

采用算子分裂方法将辐射流体力学方程组分裂为对流项和刚性源项,设计一种高效求解刚性源项方程组的数值方法.数值实验表明:该方法对时间步长不敏感,计算精度能够满足工程计算要求.在不对方程组做任何近似的情况下,数值给出了较长时间内火球冲击波阵面压力峰值及阵面位置的变化,结果与实际强爆炸中的经验公式吻合较好.     

Dirac方程的数值解法及其在原子总能量计算中的应用

中心势近似下径向Dirac方程的求解是相对论性原子(离子)结构计算的基础.本文通过相对论性方程中径向波函数大分量与非相对论方程径向波函数的类比,提出了径向Dirac方程的一种数值解法.为了验证数值解法的精度和可靠性,首先将数值结果与类氢势作用下的解析解进行比较.然后,将这种算法扩展到基于解析势的相对论性原子结构计算中,并将计算出的总能量与实验结果和其他方法得到的结果进行对比.     

不同当量强爆炸早期火球现象的数值模拟

采用一维球对称辐射流体力学方程组,研究了不同当量强爆炸早期火球阵面、冲击波的形成发展过程,对计算结果进行了相似律分析。结果表明,随爆炸当量增加,火球阵面、冲击波扩张速度加快,火球扩张过渡阶段开始结束位置及持续范围增加,火球中心温度下降变慢;在火球阵面以冲击波扩张传播以后,火球阵面参量满足立方根相似律。     

气液爆轰波及冲击波传播的数值研究

采用高分辨率ＴＶＤ格式、ＭａｃＣｏｒｍａｃｋ格式和二维轴对称气液两相方程组数值模拟了气液爆轰的发展过程及冲击波误减规律,计算结果与国内外研究结果符合良好。     

隐式TVD格式在气液两相爆轰数值模拟中的应用

为研究FAE(燃料-空气炸药)爆炸参数规律,运用二维轴对称气液两相方程组模型,针对其中的气相方程组采用高分辨率的隐式TVD格式,液相方程组采用MacCormack格式,较好地对FAE气液两相爆轰产生的爆轰波的发展和传播过程进行了数值模拟,计算结果与国内外的研究结果符合良好.     

碰撞辐射稳态等离子体电荷态分布的一种扩展模型

通过等离子体中离子激发-退激发平衡关系,构造一种离子激发组态之间满足的非Boltzmann分布,利用这个分布作为权函数对原子过程速率系数进行平均,构造出一个扩展的碰撞辐射稳态模型.利用该模型计算从低Z到高Z元素等离子体平均离子电荷随电子温度的变化.进而研究非Boltzmann分布对平均电离度和激发组态相对密度的影响.结果表明,它对相对激发组态密度的影响非常显著. 关键词： 扩展的碰撞辐射稳态 概率分布 能级动理学