磁流体力学程序

　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。

当你决定使用CFD软件解决某一问题时，首先要考虑如下几点问题： 定义模型目标：从CFD模型中需要得到什么样的结果？从模型中需要得到什么样的精度；选择计算模型：你将如何隔绝所需要模拟的物理系统，计算区域的起点和终点是什么？在模型的边界处使用什么样的边界条件？二维问题还是三维问题？什么样的网格拓扑结构适合解决问题？物理模型的选取：无粘，层流还湍流？定常还是非定常？可压流还是不可压流？是否需要应用其它的物理模型？确定解的程序：问题可否简化？是否使用缺省的解的格式与参数值？采用哪种解格式可以加速收敛？使用多重网格计算机的内存是否够用？得到收敛解需要多久的时间？在使用CFD分析之前详细考虑这些问题，对你的模拟来说是很有意义的。当你计划一个CFD工程时，请利用提供给CFD软件使用者的技术支持。.

解决问题的步骤

确定所解决问题的特征之后，你需要以下几个基本的步骤来解决问题：

1．创建网格.

2．运行合适的解算器：2D、3D。

3．输入网格

4．检查网格

5．选择解的格式

6．选择需要解的基本方程：层流还是湍流（无粘）、化学组分还是化学反应、热传导模型等

7．确定所需要的附加模型：风扇，热交换，多孔介质等。

8．.指定材料物理性质

8．指定边界条件

9．调节解的控制参数

10．初始化流场

11．计算解

12．检查结果

13．保存结果

14．必要的话，细化网格，改变数值和物理模型。

---