發(fā)布時間：2017-12-25 04:21

  本文關鍵詞：極端條件下單模界面不穩(wěn)定性的分子動力學研究　出處：《中國科學技術大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： Richtmyer-Meshkov不穩(wěn)定性 極端條件 單模界面 分子動力學模擬 電子力場勢函數(shù)

【摘要】：當沖擊波通過兩種不同物質的界面時,界面初始擾動在沖擊加載作用下會增長演化,最終發(fā)展成湍流混合,這就是所謂的Richtmyer-Meshkov instability(RMI)。RMI是目前慣性約束核聚變(Inertial Confinement Fusion,ICF)研究中的關鍵基礎問題,其挑戰(zhàn)主要來源于極端熱動力學條件(P》100 GPa,T》10000 K),特別是物質電離引起的材料物性、熱力學狀態(tài)等性質的急劇變化,為相關理論、實驗和數(shù)值模擬帶來巨大的挑戰(zhàn)�；跇O端條件下RMI的研究現(xiàn)狀,本文首先不考慮電離效應,采用基于經驗勢函數(shù)的分子動力學研究了不同尺度和加載條件下Cu-He/Ar界面的RMI過程,證實了微納與宏觀尺度規(guī)律的一致性。其次考慮電離效應,采用基于eFF勢函數(shù)的分子動力學模擬了相同條件下Li-H2界面的RMI過程,發(fā)現(xiàn)考慮電離效應后RMI呈現(xiàn)新特征。最后深入分析了電離效應對RMI的影響機制,并進行了驗證。本文主要研究成果如下:1、通過對時間步長、計算尺寸、加載方式等參數(shù)綜合優(yōu)選,確定了微納尺度下分子動力學模擬RMI的合理計算參數(shù),有一定的通用性。2、證明了微納米尺度下的RMI同宏觀尺度下的RMI有相似的演化現(xiàn)象,在計算時間尺度內滿足相同演化規(guī)律。3、發(fā)現(xiàn)極端加載條件下RMI的演化呈現(xiàn)新的特征,即振幅增長的線性段加長和非線性段振幅增長速度高于無電離效應算例,和部分Nova實驗結果相互印證。4、發(fā)現(xiàn)極端條件下,激波作用會產生電荷分離,并誘導附加電場的產生。附加電場強度和分布沿運動方向并不均勻,受到激波強度、運動位置以及物質電離性質的影響。5、發(fā)現(xiàn)界面尖釘和氣泡位置受到附加電場的加速度的大小和差異影響界面振幅的增長規(guī)律。這是極端條件下RMI演化出現(xiàn)新特征的物理機理,其實質表現(xiàn)為 RMI 混合 RTI(Rayleigh-Taylor instability)的耦合效應。
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TL632

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本文編號：1331327