PPMLR格式用于慣性約束聚變中流體不穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究.pdf

1、聚變核能將是人類未來賴以生存和發(fā)展的干凈安全的重要能源。慣性約束聚變(ICF)是實現(xiàn)熱核聚變的重要途徑和迫切需要解決的關(guān)鍵科技問題。尤其是核禁試后，研制精確的數(shù)值模擬程序已成為武器研究和庫存安全的關(guān)鍵內(nèi)容。因此ICF及其數(shù)值模擬研究對于推進(jìn)我國國防和現(xiàn)代化建設(shè)具有十分重要的意義。本文致力于研究高階Godunov格式PPMLR及其在ICF流體不穩(wěn)定性數(shù)值模擬中的應(yīng)用。首先我們在廣泛深入學(xué)習(xí)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，通過理論分析和大量數(shù)值試驗，從兩

2、個方面改進(jìn)了Colella和、Woodward于1984年提出的PPMLR格式，一是改進(jìn)了用于激波處理的flattening算法，二是提出了重映步之后對于各物理量的一種新的處理方法。這兩項改進(jìn)都是實質(zhì)的，它們能顯著改善原有PPMLR格式的實際計算效果。然后我們將改進(jìn)的PPMLR格式用于ICF研究中經(jīng)常遇到的流體界面Richtmyer-Meshkov不穩(wěn)定性數(shù)值模擬及Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性數(shù)值模擬，均獲得了比較理想的數(shù)值結(jié)

3、果。更進(jìn)一步，我們還研究了改進(jìn)后的PPMLR格式在多介質(zhì)可壓縮大變形流體計算中的應(yīng)用，這是一個人們公認(rèn)的對于ICF及其他許多高科技領(lǐng)域研究十分重要而又非常困難的課題。大量數(shù)值試驗表明，改進(jìn)后的PPMLR格式適應(yīng)性很強，即使是對于高密度比問題，多介質(zhì)強激波問題及多介質(zhì)大變形漩渦問題也都能算得較好。本文的另一項重要工作是對PPMLR格式、MUSCL格式及高階FD—WENO格式作了定量比較，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的PPMLR格式與五階FD—WENO格式都