內爆問題中輻射多介質ALE方法研究

《內爆問題中輻射多介質ALE方法研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由勇珩擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：內爆問題中輻射多介質ALE方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：勇珩
• 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所

項目摘要

內爆動力學問題在天體物理、能源研究領域和國防建設中具有重要的理論和實際套用背景。此類問題是一個多時空尺度和多物理耦合的多介質、大變形的複雜流動過程，具有大變形、強間斷、界面不穩定性和物質混合等特點。由於界面大變形、多物理耦合等困難，現有的ALE方法離內爆物理高置信度計算仍有相當大的距離，亟需發展新型多介質ALE方法。在輻射多群擴散建模下，本項目擬根據物質界面的變形程度，建立一種耦合界面追蹤和界面捕捉技術的多介質ALE方法，對於變形小的界面採用拉氏追蹤界面的方式，對於變形較大的界面採用界面捕捉的方式。最終在計算方法理論研究成果的基礎上，研製輻射多介質ALE應用程式，為今後深入開展內爆物理研究搭建一個有效實用的數值模擬平台。本項目的研究有望能為實際工程問題的計算提供算法和程式支撐，具有創新性和較高的套用價值。

結題摘要

內爆動力學問題是一個多時空尺度和多物理耦合的多介質、大變形的複雜流動過程，具有大變形、強間斷、界面不穩定性和物質混合等特點。由於界面大變形、多物理耦合等困難，現有的ALE方法離內爆物理高置信度計算仍有相當大的距離，亟需發展新型多介質ALE方法。在輻射多群擴散建模下，本項目根據物質界面的變形程度，建立了一種耦合界面追蹤和界面捕捉技術的多介質ALE方法，對於變形小的界面採用拉氏追蹤界面的方式，對於變形較大的界面採用界面捕捉的方式。為了實現多介質大變形的ALE方法，本文先後圍繞混合格線的計算開展相關研究，包括拉氏算法、界面捕捉算法、格線重構算法和物理量重映算法。最終在計算方法理論研究成果的基礎上，研製輻射多介質ALE應用程式，為今後深入開展內爆物理研究搭建一個有效實用的數值模擬平台。數值結果表明發展的輻射流體力學相容性算法具有高置信度地數值模擬多介質、大變形、複雜內爆流場的能力。本項目的研究為今後深入研究高壓縮內爆過程搭建了一個有效實用的數值模擬平台。