為深入認識空間約束增強的物理機理,采用二維可壓縮流體模型,建立平板約束下激光誘導(dǎo)等離子體動力學(xué)行為的數(shù)值模擬模型,計算了平板約束下等離子體的演化過程,得到的一系列時間分辨的溫度分布結(jié)果與實驗結(jié)果基本一致.揭示了平板約束下,反射激波對等離子體的壓縮作用導(dǎo)致等離子體溫度升高的機理.對不同激光能量和不同約束板間距對等離子體溫度增強效果和增強時刻的影響進行了研究,兩板間距增加,增強時刻明顯延遲,等離子體溫度的增強效果削弱. 

【文章來源】：光子學(xué)報. 2020,49(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

實驗設(shè)備原理

在2.7μs時等離子體仍處于自由膨脹的狀態(tài)，此時的等離子體形態(tài)呈半球形，沒有受到約束．在5.7μs時，等離子體最外延的激波已經(jīng)撞上約束板后反射，并且開始壓縮等離子體，而此時因為壓縮效應(yīng)才剛剛開始，等離子體依舊沒有明顯的增強，最高溫度為6 000K．在8.7μs時，被空間約束而反射的激波已經(jīng)壓縮到等離子體的中心區(qū)域，此時等離子體呈柱狀受約束的形態(tài)，伴隨著明顯的增強效應(yīng)，最高溫度為7 468K．在11.7μs時，被反射的激波已經(jīng)穿過等離子體中心區(qū)域，此時等離子體仍呈受約束的形態(tài)，但已不是增強效應(yīng)最強的時刻了，最高溫度為7 285K.2.3 典型數(shù)值計算結(jié)果與實驗結(jié)果對比

另外，可以清楚地發(fā)現(xiàn)等離子體受到的壓縮作用是來自于反射激波對等離子體的沖擊．該模型所計算的激波傳播過程與實驗相符，證明了平板約束下輻射增強的等離子體存在反射激波的壓縮效應(yīng)，而在等離子體受到壓縮的過程中，等離子體溫度獲得提升（見3.1小節(jié)與3.2小節(jié)的討論），所以這是光譜強度得到提高的原因．需要說明的是，由于該模型沒有考慮激光與等離子體的相互作用，計算中將等離子體和環(huán)境氣體均假設(shè)為理想氣體等原因，導(dǎo)致其仿真計算結(jié)果與實驗結(jié)果有一定的偏差．從壓縮前后的實驗結(jié)果圖4可知，等離子體被壓縮前后的不同的形態(tài)圖．選取了5.7μs的實驗結(jié)果圖4，此時反射的激波尚未到達等離子體區(qū)域，等離子體仍然處于自由膨脹的半球狀．這與2.2節(jié)的中仿真計算結(jié)果是符合的．可知此時等離子體并沒有受到明顯的壓縮．

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3514825