电磁内爆靶物理主要研究
等离子体内爆过程、靶结构参数与脉冲功率参量之间的匹配关系、R-T不稳定性等。理论研究主要采用零维模型,用于靶参数与脉冲功率源之间的匹配计算,优点是可以快速计算大量模型并得到优化模型;一维单温磁
流体力学模型(简称MHD),假定等离子体处于局部热平衡,电子和离子温度相等,并且假定辐射影响不考虑。这种模型适用于固体衬套内爆过程,温度不太高,辐射影响不大。在作为软X射线源的Z-PINCH实验中,等离子体的温度高达百万度以上。由于X射线辐射影响,一般采用辐射磁流体力学模型(简称RMHD),就是在磁流体力学方程组外还应加进辐射输运方程。如果体系处于非局部热平衡,电子、离子以及光子的温度脱离,则采用三温方程。三温辐射磁流体力学方程的求解是非常耗机时的。本文采用一种简化的办法,即把磁流体力学模型推广,使之适用于高温等离子体的内爆过程,推广主要有两点:(1)高温辐射流不能忽略,能流项中包括物质热流和辐射流两部分,即(clR/3)�0�5aT4是辐射流项,a=cs/4,s为斯忒藩-玻耳兹曼常数,lR为罗斯兰德平均自由程,aT4是单位体积辐射能。(2)-k�0�5T是物质
热传导项,热传导系数k分为低温和高温等离子体两种情况,两部分联结点取在高温等离子体热传导公式适用范围的下限,一般约在万度。文中低温热传导取三个点的线性插值,k1为熔点的热传导系数,k2为汽化点的热传导系数,k3为高温等离子体适用下限的热传导系数。高温等离子体热传导系数取自Branskii所给公式,物质热传导k=ki+ke。实现了低温热传导系数与高温等离子体热传导系数的连接,放弃原来热传导系数为常数的近似,电阻率的公式是比较复杂的,Spizer电阻率公式比实际情况偏低,库中电子平均自由程当温度小于100eV时不正确,所以计算中用拟合公式h=10-8(2.5+210exp(-2(log(T/0.0116)-1.3)2W×m。经过这样改进以后,计算适合高温等离子体。Matlab就可以
function temp(A,b)
%b='black'按灰度显示b='color'彩色显示,从强到弱红绿蓝
%A为表示强度的矩阵
A=abs(A)
a=max(max(A))
A=A./a
if(strcmp(b,'color'))
A=color(A)
end
imshow(A)
function B=color(A)
[m,n]=size(A)
B=zeros(m,n,3)
for i=1:m
for j=1:n
if A(i,j)<0.5
B(i,j,2)=A(i,j)
B(i,j,3)=0.5-A(i,j)
else
B(i,j,2)=1-A(i,j)
B(i,j,1)=A(i,j)-0.5
end
end
end
B=2*B
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