非局所エネルギー輸送による流体不安定性の安定化機構

非局域能量传输的流体不稳定性稳定机制

基本信息

批准号：
16740318
负责人：
砂原淳
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Institute for Laser Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は2次元のフォッカープランク方程式を解き、電子の速度分布関数の時間発展を求める数値計算コードを開発し、従来のような電子の速度分布関数がMaxwell分布であると仮定した熱伝導計算を用いる事無く、非局所電子熱輸送を考慮した数値シミュレーションで流体不安定性の安定化機構を解明しようとするものである。まず本研究の中心的手段である2次元のフォッカー・プランク方程式解法については従来用いてきた繰り返し計算によるimplicit法が2次元、長時間の計算に耐える程の数値安定性を持たないため、より安定で精度の高い解法の開発が必要であった。本研究において様々なスキームを開発・検討し、Full Matrixを解く完全implicit法において従来から用いている繰り返し計算による収束法を越える数値安定度と計算時間の短縮が達成できた。開発された2次元フォッカー・プランクコードを用いて熱伝導計算を行い、∇ρ×∇pの項による磁場の生成を確認した。また、温度擾乱の時間的、空間的な緩和を従来の熱伝導と比較し、非局所的な電子熱伝導により温度擾乱がより密度の高いシェル内部まで浸透する可能性を見出したが、さらに波長依存性を詳細に調べなければ一般的な結論を下すことは出来ない。また、非局所電子熱輸送モデルとフォッカープランクシミュレーションの結果を比較することで、それぞれの有効性を確認する共同研究を米国ロチェスター大と開始し、現在解析・比較作業、非局所熱輸送についての議論を開始した。流体不安定性の安定化機構に関して、レーザーの屈折による吸収熱量の空間変調、アブレーション付近で発生する磁場の影響の評価・検討を行った。

这项研究解决了二维福克-普朗克方程并开发了计算电子速度分布函数的时间演化的数值计算代码，并假设电子速度分布函数是麦克斯韦分布来进行常规热传导计算。通过考虑非局域电子热传输的数值模拟来阐明流体不稳定性的稳定机制。首先，对于本研究的核心方法二维Fokker-Planck方程求解方法，传统的重复计算的隐式方法不具备足够的数值稳定性来承受二维和长时间的计算，因此因此，有必要开发一种高精度的求解方法。在这项研究中，我们开发并检验了各种方案，并且能够在求解全矩阵的全隐式方法中使用迭代计算来实现数值稳定性和计算时间的减少，超过了传统的收敛方法。使用开发的二维福克-普朗克代码进行热传导计算，并确认了由∇ρ×∇p项产生的磁场。我们还将温度扰动的时间和空间弛豫与传统热传导进行了比较，发现非局域电子热传导可能允许温度扰动渗透到更致密的壳内部，如果不详细检查依赖性，就不可能得出一般性结论。此外，我们已经开始与美国罗彻斯特大学联合研究，通过比较非局域电子热传输模型和福克普朗克模拟的结果来确认各自的有效性，目前也在进行分析比较工作。随着关于非局域热传输的讨论开始。关于流体不稳定性的稳定机制，我们评估和研究了激光折射引起的吸收热量的空间调制以及烧蚀附近产生的磁场的影响。