在超短超強(qiáng)激光與等離子體相互作用的過程中,位于臨界密度附近的粒子通過各種吸收機(jī)制將能量沉積到背景等離子體,產(chǎn)生大量具有相對論性能量的高能粒子。無論是在慣性約束聚變,還是在X射線成像技術(shù)等實(shí)際應(yīng)用研究中,這些高能粒子的產(chǎn)生、輸運(yùn)及能量沉積都具有重要的研究價值和意義。本文模擬研究在超短超強(qiáng)激光與高密度等離子體相互作用的背景下,在臨界密度附近的粒子吸收激光能量,當(dāng)粒子的能量達(dá)到一定值時會變成高能粒子,然后這些高能粒子從低密度等離子體區(qū)輸運(yùn)到高密度等離子體區(qū)的過程中與背景粒子發(fā)生庫倫碰撞,可以把一部分能量轉(zhuǎn)移成背景粒子的動能,能量沉積在了背景等離子體中。同時高能粒子束在輸運(yùn)時會激發(fā)等離子體波,通過集體效應(yīng)(即等離子體振蕩),會將一部分能量沉積在背景等離子體中。本論文圍繞Reduced PIC/MCC算法及其數(shù)值模擬激光與高密度等離子體相互作用展開工作,主要內(nèi)容為:1.對高能粒子的產(chǎn)生、輸運(yùn)和能量沉積的數(shù)值模擬模型進(jìn)行了綜述、對比和總結(jié),通過比較阻止本領(lǐng)模型、Flokker-Planck模型、PIC/MCC模擬模型和Reduced PIC/MCC模擬模型,得出Reduced PIC/MCC模擬模...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的背景與意義
    1.2 高能粒子產(chǎn)生、輸運(yùn)和能量沉積的國內(nèi)外研究動態(tài)
        1.2.1 阻止本領(lǐng)模型
        1.2.2 動力學(xué)模型
    1.3 本文的主要工作與創(chuàng)新
    1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 高能粒子的產(chǎn)生、輸運(yùn)和能量沉積的理論和模擬方法
    2.1 阻止本領(lǐng)模型
    2.2 動力學(xué)模型
        2.2.1 Fokker-Planck模型
        2.2.2 PIC/MCC模擬模型
        2.2.3 Reduced PIC/MCC模擬模型
            2.2.3.1 two-region模型
            2.2.3.2 two-system模型
    2.3 小結(jié)
第三章 Reduced PIC/MCC模擬方案
    3.1 Reduced PIC/MCC模擬求解流程
    3.2 電場求解
    3.3 磁場求解
    3.4 推動粒子的運(yùn)動
    3.5 電流密度求解
        3.5.1 快粒子的電流密度
        3.5.2 背景粒子的電流密度
    3.6 電子密度求解
    3.7 歸一化
    3.8 本章小結(jié)
第四章 Reduced PIC/MCC模擬及結(jié)果分析
    4.1 激光與高密度等離子體相互作用模型
    4.2 粒子密度分布
    4.3 溫度變化
    4.4 快電流密度變化
    4.5 system1的y方向的電場
    4.6 system2的x方向的電場
    4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號：3792392