基于压缩感知方法的惯性约束核聚变驱动对称性研究

《基于压缩感知方法的惯性约束核聚变驱动对称性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号_____________学号M201270303学校代码10487密级___________硕士学位论文基于压缩感知方法的惯性约束核聚变驱动对称性研究学位申请人：易海涛学科专业：机械设计及理论指导教师：黄运保副教授王启富教授答辩日期：2015年5月15日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchOnRadiationSymmetryEvaluationInInertialConfi

2、nementFusionBasedOnCompressiveSensingCandidate:YiHaitaoMajor:MechanicalDesign&TheorySupervisor:Prof.HuangYunbaoProf.WangQifuHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJan.2014独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何

3、其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内

4、打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要激光间接驱动惯性约束核聚变（ICF）是在地球上实现受控热核聚变的最有前景的途径之一，靶丸表面驱动对称性是ICF实验点火的关键。本文对ICF内爆压缩过程进行仿真分析，快速精确地计算靶丸表面驱动对称性。根据驱动对称性结果对腔-靶参数进行优化设计，为真实的ICF实验提供指导意见。靶丸表面再辐射能流分布情况是驱动对称性计算的关键。本文通过深入分析腔靶内部的能量辐射关系，构建起腔靶内部的辐射能流平衡模型。采用离散视角因子算法，对腔靶内壁进行网格离散，

5、在每个面元上建立能流平衡方程。辐射能流平衡方程组非线性强、规模大，传统的迭代法求解速度慢、求解规模受限于计算机的内存，严重制约着ICF仿真分析的发展和应用。压缩感知理论指出能够以少量采样精确重构稀疏信号，其核心内容是信号的稀疏性、观测矩阵满足约束等距性（RIP）条件和重构算法。本文通过大量的数值仿真试验分析论证了再辐射能流在球谐基上的稀疏性以及稀疏度，从理论上保证采用压缩感知方法提高效率的可行性。然后引入一个对角矩阵，通过构造一个与稀疏基矩阵不相关的测量矩阵来保证观测矩阵满足约束等距性条件。使用球谐随机测量对面元进行采样，构建辐射能

6、流平衡方程组，采用正规化迭代硬阈值算法（NIHT）重建再辐射能流。但NIHT算法收敛速度慢且不稳定，本文结合共轭方向追踪算法提出共轭梯度-迭代硬阈值算法，并以该算法为核心构建采用压缩感知分析驱动对称性的完整步骤和体系。通过数值仿真实验对本文提出的驱动对称性计算方法的有效性和稳定性进行了分析论证。将新方法与传统方法进行比较，实验结果表明本文的算法在保证计算精度的同时能够节省大量内存，提高收敛速度，求解规模大幅度提高。本文最后将压缩感知方法应用到本实验室开发的ICF仿真软件IRad3D中，并给出了神光III模型对称性计算实例。关键词：惯

7、性约束核聚变；压缩感知；球谐变换；正规化迭代硬阈值算法I华中科技大学硕士学位论文AbstractTheindirect-laser-drivenInertialConfinementFusion(ICF)isthemostpromisingapproachtoactualizethecontrolledthermonuclearreactiononearth.TheradiationsymmetryoftargetisacrucialtaskfortheinitiationofICFexperiment..Inthispaper,a

8、simulationexperimentisconductedontheimplosiveandcompressiveprocessofthefueltargettocomputetheradiationsymmetryrapidly