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薛创: 作品数：23 被引量：45H指数：5; 供职机构：北京应用物理与计算数学研究所更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国博士后科学基金更多>>; 相关领域：理学核科学技术电子电信电气工程更多>>

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界面物理量连续分布下的瑞利-泰勒不稳定性研究: 在惯性约束聚变工程中，流体瑞利—泰勒不稳定性是燃料靶丸维持稳定烧蚀压缩与实现高能量增益的关键因素，数值模拟结果表明，烧蚀情况下的界面附近物理量是具有一定宽度的连续分布，尤其对于最具破坏的短波长扰动，其增长率将远小于经典间...; 薛创; 关键词：流体力学瑞利-泰勒不稳定性; 文献传递

多介质五方程简化模型及界面捕捉的人工压缩算法被引量：3: 2021年; 根据两介质五方程简化模型的基本假设,发展了适用于任意多种介质的体积分数方程。为了捕捉多介质界面,将HLLC-HLLCM混合型数值通量的计算格式推广应用于二维平面和柱几何的多介质复杂流动问题,在高阶精度的数据重构过程中采用斜率修正型人工压缩方法ACM。通过一维、二维多介质黎曼问题算例测试,结果表明:发展的计算格式能够较好地分辨接触间断和激波,间断附近物理量无振荡;对于添加了初始扰动的激波问题,能够有效抑制激波数值不稳定性;使用二维柱球SOD问题和接触间断型黎曼问题检验计算格式对多介质复杂流动问题的适应性。; 薛创李馨东孙文俊叶文华彭先觉

激光聚变内爆流体不稳定性基础问题研究进展被引量：1: 2021年; 激光聚变有望一劳永逸地解决人类的能源问题,因而受到国际社会的普遍重视,一直是国际研究的前沿热点。目前实现激光惯性约束聚变所面临的最大科学障碍(属于内禀困难)是对内爆过程中高能量密度流体力学不稳定性引起的非线性流动的有效控制,对其研究涵盖高能量密度物理、等离子体物理、流体力学、计算科学、强冲击物理和高压原子物理等多个学科,同时还要具备大规模多物理多尺度多介质流动的数值模拟能力和高功率大型激光装置等研究条件。作为新兴研究课题,高能量密度非线性流动问题充满了各种新奇的现象亟待探索。此外,流体力学不稳定性及其引起的湍流混合,还是天体物理现象(如星系碰撞与合并、恒星演化、原始恒星的形成以及超新星爆炸)中的重要过程,涉及天体物理的一些核心研究内容。本文首先综述了高能量密度非线性流动研究的现状和进展,梳理了其中的挑战和机遇。然后介绍了传统中心点火激光聚变内爆过程发生的主要流体力学不稳定性,在大量分解和综合物理研究基础上,凝练出了目前制约美国国家点火装置(NIF)内爆性能的主要流体不稳定性问题。接下来,总结了国外激光聚变流体不稳定性实验物理的研究概况。最后,展示了内爆物理团队近些年在激光聚变内爆流体不稳定性基础性问题方面的主要研究进展。该团队一直从事激光聚变内爆非线性流动研究与控制,以及聚变靶物理研究与设计,注重理论探索和实验研究相结合,近年来在内爆重要流体力学不稳定性问题的解析理论、数值模拟和激光装置实验设计与数据分析等方面取得了一系列重要成果,有力地推动了该研究方向在国内的发展。; 王立锋叶文华陈竹李永升丁永坤赵凯歌张靖李志远杨云鹏吴俊峰吴俊峰范征锋李纪伟薛创李纪伟王帅杭旭登缪文勇袁永腾涂绍勇尹传盛曹柱荣邓博杨家敏江少恩董佳钦方智恒贾果谢志勇黄秀光傅思祖程涛李英骏程涛王保山王英华曾维新卢艳旷圆圆卢艳陈伟戴振生谷建法�; 关键词：激光聚变惯性约束聚变高能量密度物理辐射流体力学

激光间接驱动聚变内爆流体不稳定性研究被引量：12: 2014年; 激光间接驱动惯性约束聚变(ICF)内爆过程多层靶球各个界面发生的流体力学不稳定性是影响聚变点火成功的关键因素.为深入了解内爆过程这样不稳定性的发生、发展和它对聚变点火的影响,研制成了研究内爆多介质辐射流体力学过程的高精度二维(局部三维)大型LARED-S程序,并在长期研究实践中不断发展和改善.该程序模拟结果与不稳定性线性和弱非线性解析结果,以及非线性激波管实验结果都很好符合.应用这一程序,进行了大量数值模拟研究,结合理论模型分析,获得了大量流体力学不稳定性发展和演化的重要结果和物理规律认识.获得了具有不同密度、速度、磁场分布的Rayleigh-Taylor(RT)和Kelvin-Helmholtz(KH)不稳定性的线性增长率,以及它们在不可压缩条件下的弱非线性发展的解析解,表明了两者在不同Froude数、密度过渡层厚度、速度剪切层下的竞争关系;通过数值模拟,发现弱预热条件下烧蚀RT不稳定性二次谐波非线性发展导致不稳定增长尖钉(Spike)断裂的重要过程;数值模拟进一步揭露了强预热条件下,烧蚀RT不稳定性非线性发展导致不稳定增长尖钉出现射流状结构,气泡发生加速;还发现强烈的电子热传导使初始单模扰动的KH不稳定性大大削弱,然而却可能使两模扰动非线性发展增大混合尺度.在神光II激光装置上开展了一系列烧蚀RT不稳定性实验.平面靶烧蚀加速飞行轨迹实验结果与LARED-S模拟结果的比较表明腔壁辐射源能流明显小于激光注入孔的辐射能流,且辐射源的非平衡Planckian谱对靶的飞行轨迹和扰动增长有重要影响.实验分别观测到初始小扰动幅度烧蚀RT明显的增长和初始大扰动幅度尖钉变窄和气泡变宽的清晰物理图像.通过提高空间分辨率,实验获得了二次和三次谐波的增长数据.模拟结果与实验结果相符合.神光II激光装置上开展的流体不稳定性实�; 张维岩叶文华吴俊峰缪文勇范征锋王立锋谷建法戴振生曹柱荣徐小文袁永腾康洞国李永升郁晓瑾刘长礼薛创郑无敌王敏裴文兵朱少平江少恩刘慎业丁永坤贺贤土; 关键词：激光惯性约束聚变内爆高能量密度物理

Z箍缩丝阵负载区域的似稳态磁场分布被引量：1: 2011年; 将负载区域的电流(丝阵电流、阴极板电流、阳极板电流和回流柱电流)离散成电流线或电流面等电流微元,根据毕奥-萨伐尔定律,计算所有电流微元在指定场点的磁场,再通过叠加给出该点的总磁场。研究结果发现:在丝阵外围区域,仅由丝阵电流所产生的磁场偏离无限长直导线磁场公式的值,但全部电流所产生的总磁场与公式给出的值很接近。同时,研究了不同负载结构参数下的磁场分布,结果表明:增加丝根数有助于减小单根丝表面的局部磁场,改善丝阵外围磁场分布的均匀性。; 薛创宁成张扬肖德龙孙顺凯黄俊丁宁束小建; 关键词：Z箍缩磁场分布

瑞利-泰勒不稳定性线性增长的密度梯度致稳被引量：1: 2009年; 研究了密度梯度对瑞利-泰勒不稳定性的致稳作用,采用有限元算法求解钱得拉塞卡方程本征值问题,得到不同密度分布下理想不可压流体力学量的扰动线性增长率及扰动速度分布。扰动增长率结果与修正的Lindl公式的计算结果比较发现:扰动分布的峰值位于密度梯度标长的取值位置处,波长与密度标长可比拟时,扰动增长率显著偏离Lindl公式,而长波和短波极限情况下,数值解和Lindl公式符合较好。; 薛创范征锋叶文华

经典瑞利-泰勒不稳定性界面变形演化的改进型薄层模型被引量：6: 2018年; 激光惯性约束聚变(ICF)内爆靶丸通常采用多壳层组合结构设计,各壳层界面的流体力学不稳定性影响内爆加速和聚变点火,是ICF十分关心的问题.本文建立了描述任意Atwood数、任意初始界面分布Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性界面变形及非线性演化的薄层模型.通过分析薄层中流体微团的受力,得到了运动微分方程组,并在二维情况进行数值求解.在线性阶段,薄层模型描述的界面演变规律与模拟结果符合很好;在非线性阶段,薄层模型可以描述至"蘑菇"形结构,与数值模拟的结果很接近.目前薄层的RT不稳定性非线性解析理论研究仅限于弱非线性阶段,本工作发展的薄层解析理论能很好地研究薄层非线性"气泡-尖钉"发展过程.; 赵凯歌薛创王立锋叶文华吴俊峰丁永坤张维岩张维岩; 关键词：薄层模型 RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性

FP-1装置铝套筒内爆动力学过程的一维磁流体力学模拟: 2018年; 作为一种重要的柱面会聚冲击和准等熵压缩加载源,磁驱动固体套筒内爆技术已广泛应用于高能量密度物理实验研究.针对FP-1装置驱动的固体套筒内爆动力学过程,建立了含强度的一维磁流体力学模型,并对典型实验进行了模拟.计算获得的套筒内爆速度同实验结果较为相符.模拟结果显示,该装置在40 kV充压条件下,可以将直径3 cm,厚0.5 mm的铝套筒加速至1.1 km/s,内壁速度超过1.5 km/s,同时保持大部分材料为固体状态.内爆套筒与相同材料靶筒碰撞产生的冲击压力约9 GPa.改变靶筒内部填充气体的压力,可以获得不同的靶筒运动速度、轨迹以及反弹半径,以满足不同类型实验的研究需要.; 张扬戴自换孙奇志章征伟孙海权王裴丁宁薛创王冠琼沈智军李肖王建国; 关键词：高能量密度物理

“聚龙一号”装置磁驱动准等熵压缩实验的一维磁流体力学模拟: 2018年; 国内首台多路并联超高功率脉冲装置"聚龙一号"(PTS)已被用于磁驱动准等熵实验研究,其分时分组放电特点为开展材料的动高压可控路径加载研究提供了便利.磁驱动准等熵实验的物理设计和结果分析需要依赖可靠的数值模拟平台.本文介绍了含强度计算的一维磁流体力学程序MADE1D的物理模型和程序特点,讨论了"聚龙一号"装置两种不同电流波形驱动条件下准等熵实验的模拟情况.结果显示,MADE1D程序能够较好地反映电磁力引起的压缩波在样品内部的产生、传播及发展过程,计算获得的"样品/窗口"界面速度同实验测量结果符合较好.分析发现,电流波形是影响加载过程的重要因素.对于目前使用的带状电极,电流上升率不宜超过40 k A/ns,否则可能在厚度1.2 mm以上的铝样品中产生冲击.; 张扬薛创丁宁刘海风宋海峰张朝辉王贵林孙顺凯宁成戴自换束小建

Z箍缩驱动惯性约束聚变的新途径探索: 2016年; 惯性约束聚变（ICF）是要把某种形式的能量直接或间接地加载到聚变靶上，压缩并加热聚变燃料，在内爆运动惯性约束下实现热核点火和燃烧。基于脉冲功率技术的快Z箍缩（Fast Z—pinch）技术可以实现驱动器电储能到Z箍缩负载动能或X光辐射能的高效率能量转换，; 丁宁张扬肖德龙黄俊薛创; 关键词：惯性约束聚变 Z箍缩驱动器脉冲功率技术能量转换

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