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第十八届全国等离子体科学技术会议

作者：陈实段书超王刚华中国工程物理研究院流体物理研究所

X箍缩可产生空间尺度约微米量级、时间尺度约纳秒量级的强X射线辐射,可用于X射线成像技术方面的应用,近年来受到广泛关注。本工作利用自主开发的三维磁流体程序FOI-PERFECT,对X箍缩等离子体的演化进行了数值模拟研究。模拟结果展示了X... 详细信息

X箍缩可产生空间尺度约微米量级、时间尺度约纳秒量级的强X射线辐射,可用于X射线成像技术方面的应用,近年来受到广泛关注。本工作利用自主开发的三维磁流体程序FOI-PERFECT,对X箍缩等离子体的演化进行了数值模拟研究。模拟结果展示了X箍缩等离子体演化的主要特征过程,包括:早期烧蚀阶段、微Z箍缩及射流结构形成、微Z箍缩内爆及热点形成等。基于一个简化的理论模型,分析了微Z箍缩形成过程,指出磁场的空间分布对该过程有重要影响。

关键词：磁流体数值模拟微Z箍缩等离子体演化 X箍缩

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电磁脉冲驱动套筒内爆压缩磁化靶研究

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爆炸与冲击 2018年第3期38卷 688-695页

作者：刘斌李成王瑞星曹启伟杨显俊中国工程物理研究院研究生院北京100088 中国工程物理研究院聚变能源科学技术研究中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

采用磁流体方程和有限差分法,对内爆过程中高能量密度状态下的磁场对带电粒子和压缩过程的作用机制进行研究。结果显示:内爆过程中的各项参数为电子离子温度(50keV)、压强(1TPa)、粒子数密度(1024 cm-3)。套筒材料对约束时间、点火条件... 详细信息

采用磁流体方程和有限差分法,对内爆过程中高能量密度状态下的磁场对带电粒子和压缩过程的作用机制进行研究。结果显示:内爆过程中的各项参数为电子离子温度(50keV)、压强(1TPa)、粒子数密度(1024 cm-3)。套筒材料对约束时间、点火条件有重要影响;同时当磁感应强度大于5T时,电子热传导系数比无磁场时减小2个数量级,离子热传导系数也出现了明显下降,在压缩峰值处,磁感应强度超过5T时α粒子能量沉积密度比磁感应强度为0和1T时相对增加约200倍。磁化在一定程度上也会阻碍内爆压缩过程。

关键词：电磁内爆磁化靶 Z箍缩磁流体数值模拟

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太阳与内日球立体探测卫星计划科学目标建议

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空间科学学报 2023年第3期43卷 389-405页

作者：熊明冯学尚夏利东黄正化李波高炎琛刘维新孙明哲张红鑫代树武王颖中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 山东大学空间科学研究院光学天文和日地空间环境山东省重点实验室威海264209 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 北京空间飞行器总体设计部北京100094

面向认知太阳风暴和保障航天安全的国家战略需求,中国近年来提出太阳与内日球立体探测卫星计划,拟适时部署环黄道面的拉格朗日点L3-L4-L5定点卫星星座和脱离黄道面的太阳极轨对偶卫星。通过该卫星计划的初步科学论证分析,建议将其科学... 详细信息

面向认知太阳风暴和保障航天安全的国家战略需求,中国近年来提出太阳与内日球立体探测卫星计划,拟适时部署环黄道面的拉格朗日点L3-L4-L5定点卫星星座和脱离黄道面的太阳极轨对偶卫星。通过该卫星计划的初步科学论证分析,建议将其科学目标凝练为太阳磁场、太阳风暴、太阳风,将其应用目标定位于日地空间天气预报,建议配置成像类、粒子类、波场类的综合科学载荷。此外,利用日地空间的三维磁流体数值模拟和计算机图形学的艺术可视化,形象地表达环黄道面卫星“对日凝视”和太阳极轨卫星“鸟瞰全景”的探测概念。中国太阳与内日球立体探测卫星计划将揭示太阳磁场的起源规律及其爆发机理、日地耦合系统的空间天气变化机理,并能够为日地空间天气三维数值建模提供观测数据驱动的初边值条件,必将极大推动空间天气的立体监测、前沿研究、精准预报的一体化进程。

关键词：日球层太阳磁场日冕物质抛射太阳风空间天气深空探测磁流体数值模拟

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脉冲驱动磁化等离子体内爆升温点火的数值模拟

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强激光与粒子束 2016年第7期28卷 60-68页

作者：刘斌李成邓爱东杨显俊中国工程物理研究院研究生部北京100088 中国工程物理研究院聚变能源科学技术研究中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

通过建立物理模型,用一维三温拉氏磁流体力学程序分析了由强电流(MA)脉冲驱动的金属套筒内爆压缩磁化等离子体的升温点火及能量增益过程。分析了脉冲驱动的金属套筒内爆、不同驱动源对金属套筒内爆升温的影响、Z箍缩过程中内嵌磁场和预... 详细信息

通过建立物理模型,用一维三温拉氏磁流体力学程序分析了由强电流(MA)脉冲驱动的金属套筒内爆压缩磁化等离子体的升温点火及能量增益过程。分析了脉冲驱动的金属套筒内爆、不同驱动源对金属套筒内爆升温的影响、Z箍缩过程中内嵌磁场和预加热温度对磁化等离子体升温的影响,以及点火需要的初态参数和点火后的能量输出。此外,对该过程中磁场增加α粒子能量沉积、降低电子离子热传导能量损失的物理机制做了介绍和分析。磁流体数值模拟结果显示:当初始的内嵌磁场和燃料的预加热温度分别取5T和250eV时,即可获得超过4keV的升温,初始参数包括内嵌磁场、预加热温度、燃料密度、套筒尺度、驱动脉冲幅值、加载时间等。在一定的条件下,点火成功,可产生kT量级的强磁场,并获得百kJ/mm量级的能量输出。

关键词：磁化靶 Z箍缩内爆等离子体磁流体数值模拟

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日冕数值建模中磁场散度保持和加热加速处理初探

日冕数值建模中磁场散度保持和加热加速处理初探

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作者：刘畅中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)

学位级别：硕士

日冕—行星际太阳风三维数值模拟工作是预报空间天气的重要手段,在日冕三维太阳风数值模拟中,日冕加速加热的模拟和磁场散度误差的处理是日冕模拟中的重点和难点,也是模拟工作中必须解决的问题,以期模拟结果更接近实际太阳风状态,达到... 详细信息

日冕—行星际太阳风三维数值模拟工作是预报空间天气的重要手段,在日冕三维太阳风数值模拟中,日冕加速加热的模拟和磁场散度误差的处理是日冕模拟中的重点和难点,也是模拟工作中必须解决的问题,以期模拟结果更接近实际太阳风状态,达到准确预报的目的。本文利用近年来发展的COIN-TVD MHD(Coronal Interplanetary-Total Variation Diminishing magnetohydrodynamic)模型对日冕区三维太阳风进行研究,以卡林顿周2199(CR 2199)为例,采用体积加热法对日冕加速加热过程进行模拟,通过调节体积加热项的参数,生成符合日冕区太阳风高温高速特点的稳态结构。进而探讨不同的磁场散度处理方法对日冕太阳风结构的影响,分别采用八波法、扩散法、扩散八波法处理因差分代替微分计算时磁场散度不为零的问题,对生成的相对磁场散度误差进行分析比较。模拟结果表明,将八波法和扩散法结合处理磁场散度可将相对磁场散度误差控制在10-10,扩散八波法与COIN-TVD模型结合能充分发挥其控制磁场离散的能力,是一种较合适与COIN-TVD模型配合的磁场散度处理方法。

关键词：日冕太阳风磁流体数值模拟日冕加速加热磁场散度

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