钨丝阵等离子体z箍缩的数值模拟

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1、第*&卷第;期$##%年;月物理学报E7F(*&，D7(;，.GHG64，$##%"###<&$=#>$##%>*（&#;）>$’*%<#!.?/.2@ABC?.BCDC?."$##%?IJ8(2IK6(B7L("""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""钨丝阵等离子体!箍缩的数值模拟!段耀勇郭永辉王文生邱爱慈（西北核技术研究所，西安!"##$%）（$##&年’月$%日收到；$##&年""月%日收到修改稿）采用二维三温磁流体力学模型，

2、模拟了“强光一号”加速器上钨丝阵箍缩实验(给出了等离子体密度和温度时空分布的特点，分析了磁场以及电流密度的演化，计算出的)射线功率随时间变化与实测结果基本相符(计算结果为等离子体的诊断提供了有用的信息(此外，还讨论了!箍缩辐射磁流体力学数值模拟中的相关参数和数值方法问题(关键词：钨丝阵，!箍缩，数值模拟!"##：*$**+，*$’*，%!’*的重要方向(本文所采用的物理参数比较粗略，数值",引言方法的精度也不很高，一般根据实际计算的效果和经验来决定取舍(我们当前的模拟程序在不考虑磁!箍缩是脉冲功率加速器提供的电流沿

3、等离流体力学不稳定性细节的前提下，仍可以得到!箍子体柱或壳的外层流过产生一角向磁场，等离子体缩等离子体温度、密度随时间变化的主要趋势，给出柱或壳层在此磁场作用下径向内爆(近年来快!箍与实测)射线功率基本一致的结果，但这些结果只缩内爆等离子体套筒和丝阵的研究取得了很大的进能从定性上去理解(此外，有些在实验中不易测量的展，!机器上$#-.进行的钨丝阵箍缩实验［"］，得到参数，例如磁场、电流密度的分布及数量级等，对诊的)射线峰值功率超过了$##/0，)射线能量达到断工作可能提供有益的参照($-1(这些由!箍缩产生的强大)

4、射线，可以应用于研究材料的软)射线效应，研究与惯性约束聚变相$,数学模型、物理参数和数值算法概述关的辐射对称化技术；这种辐射源还可以用于研究［%］材料的不透明度、极端温度和压强下材料的状态方我们采用了23435678等给出的二维三温模程以及其他基础物理性质等［$］(由于应用前景广阔，型(该模型主要包括质量连续方程、"和#方向的动近年来受到了高度重视［&］(量守恒方程、电子能量方程、离子能量方程、磁感应本文采用二维三温辐射磁流体力学模型，结合方程以及在扩散近似条件下辐射能量方程(我们没“强光一号”加速器上钨丝阵!箍缩

5、实验的典型参有使用外部电路方程，外部电路方程是为磁感应方数，模拟了我们当前正在进行的箍缩实验(由于!程提供磁场计算的边界条件(我们在计算中将实测箍缩的物理过程很复杂：一方面是!箍缩等离子体脉冲电流用正弦函数表达，这种近似考虑了电流脉处于高度非线性流体力学状态；另一方面与!箍缩冲的幅度和电流上升时间，这两个电流参数在实验内爆相关的原子、电离和辐射物理增加了另一层次测量上是比较可靠的，然后借助安培环路定理直接的复杂性(如果希望得到比较合乎实际的物理结果，确定计算边界磁场随时间的变化(具体方程组一方面需要比较精确的有关等

6、离子体的输运参数、如下［%］：光学不透明度和物质状态方程；另一方面要求高精!!!（!%）"!（!"&），（"）9::度的数值方法，而这两个方面仍然是当前研究工作!$!#"!"!国家自然科学基金重点项目（批准号："##&*#$#）资助的课题,A期段耀勇等：钨丝阵等离子体1箍缩的数值模拟$533$%%!（!!）!"#!（!#!）"!（!!$）"!&"&@!*（)+("+&）)/（(-+-"+(），（A）!"#!#!%!#其中/是电子的热导率，/是电子<离子耦合系((-’"!（#’"）!(&%，（$）数B方程（3）中，"

7、"(*+&)%"#!#!##)·#!!+(!!+(!（!$）#!（!#!$）!（!$$）!&--，*+,!(#/-))(/-)"/（(-+-"+(），!"""#!#!#!%!%!"#!#!%!%（C）’"!（#’"）!(&%，（’）""(*+&)其中/-是离子的热导率B%"#!%!%#)本文中等离子体电阻率、电子、离子热导率、电!!$(#!（!#$!(）!（!$$(）!"#"子<离子能量耦合系数等均为=*+D-8.2--得出的经典!"!#!%［3］值B钨等离子体&0..(7+8,和@7+812平均不透明度!（#!）

8、!$$·，（%）"&((#!#)%))%,)-(，*+,［5］!的拟合公式分别为"#B##CFEFF3!!$-#!（!#$!-）!（!$$-）&&!$%%E#$+(!，!""!"#!#!%"#B$$3FE#CC&@!5%5E%F+(!，!（#!）!$··，（3）$"&-(#!#)%))-./012，-)--，*+,其中&&和&@的单位是1?GD，电子温度+(