ICF中电子/离子输运的PIC-FLUID混合模拟方法研究

批准号:
11275269
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
徐涵
依托单位:
学科分类:
A2905.惯性约束等离子体
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐涵、迟利华、蒋杰、唐宏伟、杨晓虎、邹德滨、杨博
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中文摘要
高能电子/离子在低温高密度的靶心区的输运过程模拟,对ICF中激光和聚变靶等的参数设计具有重要意义,但国内目前仍然缺乏有效的数值模拟方法和程序。本项目拟采用PIC-FLUID混合模拟的方法,弱碰撞的高能的电子/离子用PIC方法描述,强碰撞的背景高密度冷等离子体采用Eular双流体碰撞模型描述,两者通过Maxwell方程组耦合。为了增大时间步长和降低数值噪声,这一耦合方程系统拟采用直接隐式方法求解。本项目拟设计隐式PIC-FLUID混合算法,发展相应计算程序,并对高能电子或离子在低温高密度靶区的输运过程进行初步的计算机模拟。
英文摘要
Simulation of the energetic electron and ion transport processes in cold dense background plasmas are crucial to ICF study and can make important contributions to laser light and target designment. This simulation tool is not available now. This project proposes a PIC-FLUID simulation hybrid method, in which the weakly collisional energetic electron and ion are treated as particles solved by PIC method, while the strong collisional cold dense background plasmas are treated as dual hydrodynamics plus an extra Coulomb collision model solved by CFD method. The partile and fluid are coulped by Maxwell's equation. The electromagnetic field is computed implictly to allow a biger space intervals, a larger time steps, and also an better numeric instability. The project study the numeric algorthms of above equations and develop the cooresponding program. The energetic electron and ion transport processes in cold intense plasma are carried using this code for program testsing.
高能电子在低温高密度的靶心区的输运过程模拟,对ICF中激光和聚变靶等的参数设计具有重要意义,本项目将高能电子用PIC动力学方法描述,背景高密度冷等离子体采用Eular双流体碰撞模型描述,两者通过Maxwell方程组耦合。设计了适合与研究高能电子在靶心区域的输运过程的PIC-Fluid混合模拟方法,编写了代码,完成了程序正确性测试。并对高能电子与等离子体相互作用过程中,高能电子的产生、高能电子的输运行为进行了模拟研究,得到了一些有意思的结果。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1063/1.4858956
发表时间:2014-01
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:4
作者:Han Xu;Wei Yu;M. Yu;H. Cai;S. Luan;X. Yang;Y. Yin;H. Zhuo;Jingwei Wang;C. Zhou
通讯作者:Han Xu;Wei Yu;M. Yu;H. Cai;S. Luan;X. Yang;Y. Yin;H. Zhuo;Jingwei Wang;C. Zhou
DOI:10.1088/0741-3335/57/2/025011
发表时间:2015-02
期刊:Plasma Physics and Controlled Fusion
影响因子:2.2
作者:X. Yang;H. Zhuo;Y. Ma;H. Xu;T. Yu;D. Zou;Z. Ge;B. B. Xu-B.;Q. Zhu;F. Shao;M. Borghes
通讯作者:X. Yang;H. Zhuo;Y. Ma;H. Xu;T. Yu;D. Zou;Z. Ge;B. B. Xu-B.;Q. Zhu;F. Shao;M. Borghes
Target normal sheath acceleration of foil ions by laser-trapped hot electrons from a long subcritical-density preplasma
通过来自长亚临界密度前等离子体的激光捕获热电子来实现箔离子的目标法向鞘加速
DOI:10.1063/1.4903878
发表时间:2014
期刊:Physics of Plasmas
影响因子:2.2
作者:Luan S. X.;Yu Wei;Yu M. Y.;Zhuo H. B.;Xu Han;Wong A. Y.;Wang J. W.;Shen B. F.;Xu Z. Z.
通讯作者:Xu Z. Z.
Effects of filamentation instability on the divergence of relativistic electrons driven by ultraintense laser pulses
丝状不稳定性对超强激光脉冲驱动的相对论电子发散的影响
DOI:10.1063/1.4966205
发表时间:2016-10
期刊:Physics of Plasmas
影响因子:2.2
作者:Ge, Z. Y.;Shao, F. Q.;Borghesi, M.;Ma, Y. Y.
通讯作者:Ma, Y. Y.
Enhancement of electron injection in laser wakefield acceleration using auxiliary interfering pulses
使用辅助干扰脉冲增强激光尾场加速中的电子注入
DOI:10.1088/1367-2630/14/10/103015
发表时间:2012-10-09
期刊:NEW JOURNAL OF PHYSICS
影响因子:3.3
作者:Ge, Z. Y.;Yin, Y.;Tian, C. L.
通讯作者:Tian, C. L.
高能高密度电子束在ICF稠密靶心区的输运参数研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:64万元
- 批准年份:2020
- 负责人:徐涵
- 依托单位:
ICF中高能电子和离子输运的Monte-Carlo算法研究和程序研制
- 批准号:10975185
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:徐涵
- 依托单位:
ICF“改进型快点火”中高能电子的产生和输运优化
- 批准号:10576035
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:徐涵
- 依托单位:
国内基金
海外基金
