《二維柱坐標系下輻射輸運方程離散縱標方法研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由宋鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：二維柱坐標系下輻射輸運方程離散縱標方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：宋鵬
- 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
輻射輸運方程描述了光子在真空或介質中的傳輸、散射，以及與介質的相互作用。離散縱標方法是求解輻射輸運方程的一類算法，其格式簡潔、編程實現簡單，因此在許多科學領域得到廣泛套用。但是，離散縱標方法所固有的射線效應嚴重影響了其數值模擬的置信度，使其套用範圍受到一定的限制。本項目旨在分析二維柱坐標系下輻射輸運方程的離散縱標格式，研究其射線效應的大小與介質不透明度、輻射場分布和格線分布的關係，設計二維柱坐標系下輻射輸運方程保持球對稱性的實用二階離散縱標格式，發展能夠減弱離散縱標方法射線效應的數值算法，並將研究成果套用於慣性約束聚變中輻射驅動靶丸內爆過程的數值模擬。
結題摘要
離散縱標方法是求解輻射輸運方程的一類算法，在許多科學領域得到廣泛套用。本項目以慣性約束聚變內爆研究為牽引，針對離散縱標方法的射線效應問題，分析二維柱坐標系下輻射輸運方程的離散縱標格式，研究其射線效應的大小與介質不透明度、輻射場分布和格線分布的關係，設計二維柱坐標系下輻射輸運方程保持球對稱性的離散縱標格式，發展能夠減弱離散縱標方法射線效應的數值算法，並將研究成果套用於慣性約束聚變中輻射驅動靶丸內爆過程的數值模擬。 我們完成了以下研究內容：1.分析了輸運方程保球對稱性的條件，提出了空間柱坐標系、方向球坐標系的輸運方程，基於該方程給出了離散縱標方法子格線平衡格式嚴格保持球對稱性的充分必要條件，同時設計了一種能夠嚴格保持球對稱性的離散格式；2.針對慣性約束聚變內爆驅動不對稱性問題的數值模擬，提出了靶丸加源前後分別使用輻射輸運+拉氏流體格式和輻射擴散+歐拉流體格式的分段數值模擬方法，以兼顧前期的輻射輸運建模和後期的流場高解析度模擬，實現了自洽的輻射入流加源的靶丸內爆輻射輸運數值模擬。該方法被廣泛套用於慣性約束聚變內爆驅動不對稱性問題的物理研究。 已發表的標註項目批准號11401033的論文總計9篇，其中SCI收錄論文4篇。
