Исследование гидродинамической неустойчивости и турбулентного перемешивания в задачах лазерного термоядерного синтеза
Диссертация
Численные расчеты позволили ответить на важный вопрос о влиянии перемешивания в зависимости от начальных условий на характеристики сжатия термоядерных мишеней. Для условий установки «Искра V» была выявлена слабая зависимость нейтронного выхода от вклада высоких гармоник и случайного распределения фаз возмущенийбыли предложены перспективные мишени меньшего размера, оптимизированные под уровень… Читать ещё >
Содержание
- Глава. Литературный обзор
- 1. 1. Общее представление о проблеме неустойчивости
- 1. 2. Существующие модели описания турбулентного перемешивания
- 1. 2. 1. Модель перемешивания диффузного типа
- 1. 2. 2. Модель Д. Лайзера всплывания пузыря газа
- 1. 2. 3. ?е-модель перемешивания и её свойства
- 1. 2. 4. Теория турбулентного перемешивания при совместном влиянии гравитационной и сдвиговой неустойчивостей В.Е. Неуважаева
- 1. 2. 5. Исследование неустойчивости Рэлея-Тейлора и Рихтмайера-Мешкова в модели Д. Янгса '
Список литературы
- The fifth International Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications (IFSA2007). E I Moses. «Ignition on the National Ignition Facility». Journal of Physics: Conference Series, 112 (2008), 12 003.2. https://lasers.llnl.gov.
- University of Rochester, LLE Review 109, 2006, Annual Report. «Performance of the 1-MJ, Wetted-Foam Target Design for the National Ignition Facility». P. 26 36.
- Гамалий Е.Г. и др. «Теоретическое исследование устойчивости сжатия тонкостенных оболочечных мишеней, облучаемых лазерами с энергией в импульсе порядка 1 кДж». Квант, электроника, 1988. Е. 15. С 1622—1632.
- Ф.М. Абзаев, В. И. Анненков, В. Г. Безуглов и др. Письма в ЖЭТФ, т. 58, вып. 1, стр. 28−30, 1993.
- В.Б. Розанов. «Лазерный термоядерный синтез: исследования в ФИАНе схем и концепций лазерных мишеней». Квантовая электроника, 1997, № 12, 24.
- И.Г. Лебо, В. Ф. Тишкин. «Исследование гидродинамической неустойчивости в задачах лазерного термоядерного синтеза». 2006. Москва. ФИЗМАТЛИТ.
- Н.В. Змитренко, М. Е. Ладонкина, В. Ф. Тишкин. «Численное исследование турбулентного перемешивания для» одной задачи о развитии неустойчивости Рихтмайера-Мешкова". ВАНТ. Сер. Математическое моделирование физических процессов. 2004. Вып. 1. Стр. 12 27.
- D.C.Wilson, T.C.Sangster, P. S.Ebey et al. «Measuring the character and time dependence of mix in directly driven ICF implosions with pure tritium gas and a deuterated shell». Paris. 2006. Proceedings of 10 IWPCTM. P. 36 39.
- В.Б. Розанов. «О возможности сферического сжатия мишеней с термоядерным горючим при использовании для облучения двух лазерных пучков». УФН. 2004. Т. 174. № 4. С. 371 -382.
- В.Ф. Тишкин, В. В. Никишин, И. В. Попов, А. П. Фаворский. «Разностные схемы трехмерной газовой динамики для решения задачи о неустойчивости Рихтмайера-Мешкова». Математическое моделирование. 1995. Т. 7, № 5. С. 15 -25.
- H.H. Анучина, В. И. Волков, Н. С. Еськов. «Численный метод расчетаконтактных границ с большими деформациями». Международная конференция
- Забабахинские научные чтения". Снежинск, 1998.
- Ю.В. Янплкин «Численное моделирование двумерных течений с учетом некоторых мелкомасштабных процессов». Физическая мезомеханика. Т .2, № 5. С. 27−48. 1999. <
- G. В. Zimmerman and W. L. Kruer. Comments Pias. Phys 2,-51 (1975).
- D. L. Youngs. Laser Part. Beams 12, 725 (1994).
- H.B. Змитренко, Н. Г. Прончева, В. Б. Розанов. «Эволюционная модель турбулентного слоя перемешивания Препринт ФИАН № 65, 1997.
- В.Е.Неуважаев. „Математическое моделирование турбулентного перемешивания“. 2007. Издательство РФЯЦ-ВНИИТФ. Снежинск.
- Е.Е. Мешков. „Исследование гидродинамических неустойчивостей в лабораторных условий“. 2006. Саров.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. „Гидродинамика“. М.: Наука. 1986.
- Taylor G.T. Т. Proc. Roy. Soc. 1950. VA201. P. 192.24. „Теория нагрева и сжатия низкоэнтропийных термоядерных мишеней“. 1982. Труды ФИАН. Т. 134. С. 1 9. М. Издательство „Наука“.
- Nuckolls J., Wood L., Thiessen A., Zimmerman G. Nature. 1972. 239, 139.
- Weber S., Dalhed S., Eimerl D., Key M., Verdon С. XXV Anomalous Absorption Conf. 1995. USA. Colorado.
- Ю. В. Афанасьев, H. Г. Басов, П. П. Волосевич и др. Письма в ЖЭТФ. 21, 150 (1975).
- University of Rochester, LLE Review 109, 2006, Annual Report. „Nuclear Measurements of Fuel—Shell Mix in Inertial Confinement Fusion Implosions on OMEGA“. University. P. 14- 20.
- В.Е.Неуважаев. „Развитие турбулентного перемешивания, вызванное неустойчивостью Рихтмайера-Мешкова (РМ)“. Математическое моделирование. 1991. Т. 3. № 7. С. 10−28.
- С.З. Беленький, Е. С. Фрадкин. „Теория турбулентного перемешивания“. 1965. Труды ФИАН. Т. 29.
- D. Layzer. „Astrophysical Journal On the stability of superpose fluids in an gravitational field“, 1955, v. 122, № 1, pp. 1−12.
- D.L.Youngs. „Numerical simulation of turbulent mixing by Rayleigh-Taylor instability“. 1984. Physica D. Vol. 12. P. 32 44.
- S.Gauthier, M.Bonnet. „A k-e model for turbulent mixing in shock-tube flows induced by Rayleigh-Taylor instability“. 1990. Physics of Fluids A. Vol. 2. No. 9. P. 1685 1694.
- В.В.Никифоров. „Турбулентное перемешивание на контактной границе разноплотных сред“. ВАНТ. 1985. Сер. Теоретическая и прикладная физика. Вып. 1. С. 3 8.
- С.А. Бельков, O.A. Винокуров, С. Г. Гаранин и др. „О влиянии неоднородностей диагностического лазерного пучка на интерпретациюIэкспериментов по турбулентному перемешиванию“. Квантовая электроника. 30, № 10 (2000).
- В.А.Лыков, В. А. Мурашкина, В. Е. Неуважаев, Л. И. Шибаршов, В. Г. Яковлев. „Влияние турбулентного перемешивания на сжатие оболочечных мишеней“. Письма в ЖЭТФ. 1979. Т. 30. № 6. С. 339 342.
- В.А.Андронов, С. М. Бахрах, Е. Е. Мешков, В. В. Никифоров, А. В. Певницкий, А. И. Толшмяков. „Экспериментальное исследование и численное моделирование турбулентного перемешивания в одномерных течениях“. Доклады АН СССР. 1982. т.264. № 1. С. 76 82.
- Е.С. Фрадкин. „Исследование устойчивости произвольного одномерного гидродинамического течения“. 1965. Труды ФИАН. Т. 29.
- Н.В. Змитренко, Н. Г. Прончева, В. Б. Розанов, P.A. Яхин. „Модель перемешивания оболочек термоядерной лазерной мишени при сферическом сжатии“. 2007. Квант. Электроника. 37 (8). С. 784 791.
- Харша П. „Модели переноса кинетической энергии“. Сб. Турбулентность. Принципы и применение. 1980. М.: Мир.. С. 207 261.
- N.N.Demchenko, V.B.Rozanov. In proc. of 24 European Conference on Laser Interaction with Matter, Madrid (Spain), June 3−7, 1996- World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., ISBN 981−02−3239-X. P. 503−506.
- И.Д. Софронов, C.A. Бельков, O.A. Винокуров, Л. С. Мхитарьян, H.A. Рябикина. Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов. 2000. Вып. 1. С. 8−15.
- Бельков С.А., Долголева Г. В. Вопр. ат. науки и техники. Сер. Математич. моделирование физических процессов, № 1, 59 (1992). ¦ ,
- Бельков СЛ., Гаспарян П.Д, Кочубей Ю. К., Митрофанов Е. И. ЖЭТФ, 111, 496(1997).45. http://www.vniief.ru/directions/research/theory/math/
- Самарский А.А., Попов Ю. П. „Разностные методы решения задач газовой динамики“. 1980. М: Наука. С. 217.
- Vergunova G.A., Rozanov V.B. „Laser and Particle Beams“. 1999. 17. P. 579.
- А.Б.Искаков, И. Г. Лебо, И. Лимпоух и др. 1998. Препринт ФИАН № 22.
- E.N.Aristova, A.B.Iskakov. „LATRANT: two-dimensional radiative Lagrangian gas dynamics for ICF problems“ Matematicheskoe modelirovanie. V. 16 (2004). № 3. P. 63 77.
- Levkovskii A., Andreev A., Tl’in D., et al. // Report on X Conference on Laser Optics, L0'2000, St.-Petersburg, Russia, June 2000.
- V. N. Goncharov et al., Phys. Plasmas 13,* 12 702 (2006).
- D. Keller, T. J. B. Collins, J. A. Delettrez, P. W. McKenty, P. B. Radha, B. Whitney, and G. A. Moses, Bull. Am. Phys. Soc. 44, 37 (1999).
- Maire P-H, Abgrall R, Breil J and Ovadia J 2007 SI AM J. Sci. Comput. 29 1781.
- University of Rochester, LLE Review 109, 2006, Annual Report. „Two-Dimensional Simulations of Plastic-Shell, Direct-Drive Implosions on OMEGA“. University. P. 14- 20.
- J. A. Delettrez, J. Myatt, P. B. Radha, C. Stoeckl, S. Skupsky, and D. D. Meyerhofer, Plasma Phys. Controlled Fusion 47, B791 2005.
- С. Yamanaka. Laser and Particle Beams. 1990. Y. 8. № 1 2. P. 3 — 17.
- M. Dunne, Nat. Phys. 2, 2 2006.
- S. Atzeni, A. Schiavi. „Targets for direct-drive fast ignition at total laser energy of 200−400 kJ“. 2007. Physics of plasmas. 14, 52 702.
- Анненков-В.И., Багрецов В. А., Безуглов В. Г. и др. Квантовая электроника. 18,536 (1991).
- Анненков В.И. и др. „Перевод йодного лазера 'Искра-5' в режим работы на второй гармонике, Квантовая электроника | Volume 35 (2005).
- Бессараб А. В, Гайдаш В. А., ДолголеваГ.В. и др., ЖЭТФ 102, 1800 (1992).
- Bogunenko Yu. D., Dudov A.M., Eroshenko V.A., Kirillov G.A. et al Rep. Techn. Committee Meeting on Drivers for Inertial Confinement Fusion (Paris, France, 1994).
- Бельков C.A. Долголева Г. В. „Определение параметров мишени для17получения 10 нейтронов за импульс при энергии лазера 300 кДж“. Квантовая электроника. Volume 25, № 1 (1998).
- Зайцев С.Г. и др. „Гидродинамическая неустойчивость области контакта газовых сред, движущихся ускоренно“. Известия Академии наук. Сер. Механика жидкости и газа. 1991. С. 15−21.
- Розанов В.Б. и др. „Экспериментальное исследование гравитационной неустойчивости и турбулентного перемешивания стратифицированных потоков в поле ускорения в связи с задачами инерциального термоядерного синтеза.“ Препринт ФИАН, № 56, М., 1990.
- В.Б.Розанов, Н. В. Змитренко, Н. Г. Прончева, Р. А. Яхин. „Закон роста ширины зоны перемешивания, численные расчеты и аналитическая модель“. Препринт ФИАН № 28, 2005.
- С.М.Гарина, Н. В. Змитренко, Н. Г. Прончева, В. Ф. Тишкин. „Динамика роста зоны перемешивания в прямом численном моделировании гравитационной неустойчивости“. ВАНТ, 2002, Сер. Математическое моделирование физических процессов, вып.2, с. 10−17.
- С.Ю. Гуськов, Н. Н. Демченко, В. Б. Розанов, Р. В. Степанов, Н. В. Змитренко, А. Карузо, К. Странгио. „Симметричное сжатие мишени „Лазерный Парник“ малым числом лазерных пучков“, Квантовая электроника, 33(2), 95, 2003.
- Ю.В. Афанасьев, Е. Г. Гамалий, В. Б. Розанов. „Основные уравнения динамики и кинетики лазерной плазмы“. 1982. Труды ФИАН. Т. 134.
- R.H. Lehmberg, J. Goldhar. „Use of incoherence to produce smooth and controllable irradiation profiles with KrF fusion lasers“, Fusion Technol, 11, 532, 1987.
- B. Canaud, F. Garaude.“ Optimization of laser-target coupling efficiency for direct drive laser fusion», Nucl. Fusion, 45, 43, 2005.
- A.J. Schmitt. «Absolutely uniform illumination of laser fusion pellets», Appl. Phys. Lett., 44, 399, 1984.
- R.S. Craxton, D.W. Jacobs-Perkins. «The Saturn Target for Polar Direct Drive on the National Ignition Facility», Phys. Rev. Lett., 94, 95 002, 2005.
- С.Ю. Гуськов, H.B. Змитренко, В. Б. Розанов. «Термоядерная мишень „Лазерный Парник“ с распределенным поглощением лазерной энергии», ЖЭТФ, 108, 548, 1995.
- R.A. Sacks, D.H. Darling. «Direct drive cryogenic ICF capsules employing D-T wetted foam», Nuclear Fusion, 27(3), 447, 1987.
- S. Skupsky, R. Betti, T. J. B. Collins, V. N. Goncharov, D. R. Harding, R. L. McCrory, P. W. McKenty, D. D. Meyerhofer, and R. P. J. Town. «High-Gain, Direct-Drive Target Designs for the National Ignition Facility», LLE Review, 88, 183, 2001.
- M. Desselberger, M.W. Jones, J. Edwards, M. Dunne, O. Willi. «Use of X-Ray Preheated Foam Layers to Reduce Beam Structure Imprint in Laser-Driven Targets», Phys. Rev. Lett., 74(15), 2961, 1995.
- Бельков С.А., Долголева Г. В., Кочемасов Г. Г., Митрофанов Е. И. «Применение дейтерида бериллия в качестве материала оболочки лазерных рентгеновских мишеней». Квантовая электроника, 32, № 1, (2002).
- V. Rozanov, I. Doskoch, S. Guskov, R. Stepanov, N. Zmitrenko. «Green House Target 3. Advanced Design», 2006, J.Phys.IV France, V.133, pp.213−217.
- К. Бракнер, С. Джорна. «Управляемый лазерный синтез». М., Атомиздат, 1977.
- Я.Б. Зельдович, Ю. П. Райзер «Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений». М., Наука, 1966.
- JI. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, «Теоретическая физика, т. II, Теория поля». М., Наука, 1973.
- Гуськов С.Ю. и др. Квантовая электроника 33, 95, 2003.
- Л. Спитцер. «Физика полностью ионизованного газа». М., ИЛ, 1957. ,
- Б.Н. Козлов. «Скорости термоядерных реакций». Атомная энергия, 1962, т. 12, № 3, с. 238−240.
- Doskoch, N. Proncheva, V. Rozanov, R. Stepanov, R. Yakhin, N. Zmitrenko. «The Evolution Model of Mixing Zone Growth in the Case of a Spherical Shell ' Compression». The 10th 1WPCTM, Paris, France 17−21 July 2006. Proceedings, p. 337−342.
- H. Takabe, L. Montierth, R. Morse. Phys. Fluids. 1983. V. 26. P. 2299.
- H. Takabe, Mima, L. Montierth, R. Morse. Phys. Fluids. 1985. V. 28. P. 3676.
- V.B. Rozanov, R. Yakhin, N. Zmitrenko et al. «Compression and Thermonuclear Yield of Laser Targets under Conditions of HiPER Facility with due to Regards for Irradiation Asymmetry». Proc. of the XXX ECLIM, Darmshtadt, 2008, be in print.
- S. Atzeni, J. Meyer-ter-Vehn. The Physics of Inertial Fusion (Oxford University Press, Oxford, 2004).
- Atzeni S, Schiavi S, Honrubia J J, Ribeyre X, Schurtz G, Nicolai P, OlazabaL-Loum'e M, Bellei C, Evans R Gand Davies J R 2008 Phys. Plasmas 15 56 311.
- Н.В. Змитренко, Н. Г. Прончева, В. Б. Розанов, Р. А. Яхин, «Модель перемешивания оболочек термоядерной лазерной мишени при сферическом сжатии». Квант, электроника, 2007, 37 (8), 784−791.
- Яхин P.A., Розанов В. Б., Степанов P.B., Змитренко Н. В. «Анализ влияния несимметрии облучения в экспериментах по сжатию капсул на лазерной установке «ИСКРА-5». Сборник трудов научной сессии МИФИ 2009, в печати.
- В.Б.Розанов, Н. В. Змитренко, Н. Г. Прончева, Р. А. Яхин. «Закон роста ширины зоны перемешивания, численные расчеты и аналитическая, модель». Препринт ФИАН № 28, 2005.
- V.B. Rozanov, R. Yakhin, N. Zmitrenko et al. «Compression and Thermonuclear Yield of Laser Targets under Conditions of HiPER Facility with due to Regards for Irradiation Asymmetry». Proc. of the XXX ECLIM, Darmshtadt, 2008, be in print.
- V.B. Rozanov, R. Yakhin, N. Zmitrenko et al. «The mixing zone growth laws based on the evolution theory and evolution of neutron yield decreasing». Proc. of the XXX ECLIM, Darmshtadt, 2008, be in print.
- I. Doskoch, N. Proncheva, V. Rozanov, R. Stepanov, R. Yakhin, N. Zmitrenko. «The Evolution Model of Mixing Zone Growth in the Case of a Spherical Shell Compression». The 10th IWPCTM, Paris, France 17−21 July 2006. Proceedings, p. 337−342.