Analysis of Energy Processes in Inertial Confinement Fusion Plasmas Based on Quantum Simulations

基于量子模拟的惯性约束聚变等离子体能量过程分析

基本信息

  • 批准号:
    04680013
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1992
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1992 至 1993
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

1.Plasmas produced in the process of inertial confinement fusion are mixtures of classical ions and at least half-degenerate electrons. The difficulty in simulating these plasmas comes mainly from the behavior of electrons described by wave functions with continuous degrees of freedom of space. It is also essential to take into account interactions between electrons and between electrons and ions. With the state-of-the-art computational resources, we are forced to limit ourselves within the analysis on rather small systems of particles.2.Smaller but not negligible difficulty also stems from motions of ions. In the process of inertial confinement fusion, the coupling between ions is intermediate and, even if they are not strongly coupled, the effect of ion-ion interaction in such regime plays important roles in many aspects including energy transport. In order to perform reliable simulations on the mixture of ions and electrons, it is indispensable to have efficient algorisms for simulating ions with smallest possible system size.3.Based on the above considerations, we have worked mainly on two important aspects of quantum simulation of plasmas in this research project :(1)We have developed useful methods to simulate extended ion systems coupled to electron liquid with finite smaller systems by introducing deformable periodic boundary conditions under given temperature and pressure.(2)For the analysis of electronic states, we have developed a numerical system based on the finite element method with inclusion of many-body interactions through the density functional approach.(3)We have also developed efficient methods to simulate the time development of electrons on the basis of the Taylor expansion of time-propelling operator of many-body wave function in the density functional theory.
1.在惯性限制融合过程中产生的等字是经典离子和至少半偏二烯电子的混合物。模拟这些等离子体的困难主要来自具有连续的空间自由度的波函数所描述的电子行为。考虑到电子之间以及电子与离子之间的相互作用,这也是必不可少的。借助最先进的计算资源,我们被迫将自己限制在对粒子相当小的系统的分析中。2。smaller但不可忽略的困难也源于离子动作。在惯性限制融合的过程中,离子之间的耦合是中间的,即使它们没有强烈耦合,在这种状态下,离子离子相互作用的影响在包括能量运输在内的许多方面都起着重要作用。为了对离子和电子的混合进行可靠的模拟,具有有效的算法来模拟具有最小可能系统大小的离子是必不可少该研究项目中的等离子体:(1)我们开发了有用的方法,通过在给定的温度和压力下引入可变形的周期性边界条件,模拟与电子液体与电子液体结合的扩展离子系统。(2)用于分析电子状态,我们,我们已经开发了一个基于有限元方法的数值系统,通过密度功能方法包括多体相互作用。(3)我们还开发了有效的方法,以根据Taylor的扩展来模拟电子的时间发展。在密度功能理论中多体波函数的促进操作员。

项目成果

期刊论文数量(36)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
H.Totsuji, H.Tachibana, H.Fujimura, and S.Nara: "Ground State of Coupled Quantum Wires" Mem.Fac.of Eng., Okayama Univ.Vol.28. 27-38 (1993)
H.Totsuji、H.Tachibana、H.Fujimura 和 S.Nara:“耦合量子线的基态”Mem.Fac.of Eng.,冈山大学 Vol.28。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
東辻 浩夫: "強結合プラズマ(小特集「極限プラズマ」6)" プラズマ・核融合学会誌. 70. 380-384 (1994)
Hiroo Higashitsuji:“强耦合等离子体(小特色‘极端等离子体’6)”等离子体与融合科学学会杂志 70. 380-384 (1994)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Totsuji: "Molecular dynamics of a Coulomb system with deformable periodic boundary conditions" Physics Letters A. 162. 174-177 (1992)
H.Totsuji:“具有可变形周期性边界条件的库仑系统的分子动力学”《物理快报》A. 162. 174-177 (1992)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Totsuji: "Numerical Simulation of Quantum Systems-Dynamics of Electrons in Microstructures-" Mem.of Fac.Eng.,Okayama Univ.28. 45-53 (1994)
H.Totsuji:“量子系统的数值模拟-微结构中电子的动力学-”Mem.of Fac.Eng.,冈山大学28。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Totsuji, H.Tachibana, C.Totsuji, and S.Nara: "Exchange Energy for Electrons in Two Dimensions : Effects of Finite Temperature and Finite Thickness" Phys.Rev.B. Vol.51(to appear). (1995)
H.Totsuji、H.Tachibana、C.Totsuji 和 S.Nara:“二维电子交换能量:有限温度和有限厚度的影响”Phys.Rev.B。
  • DOI:
  • 发表时间:
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