激光间接驱动聚变内爆流体不稳定性研究

激光间接驱动惯性约束聚变(ICF)内爆过程多层靶球各个界面发生的流体力学不稳定性是影响聚变点火成功的关键因素.为深入了解内爆过程这样不稳定性的发生、发展和它对聚变点火的影响,研制成了研究内爆多介质辐射流体力学过程的高精度二维(局部三维)大型LARED-S程序,并在长期研究实践中不断发展和改善.该程序模拟结果与不稳定性线性和弱非线性解析结果,以及非线性激波管实验结果都很好符合.应用这一程序,进行了大量数值模拟研究,结合理论模型分析,获得了大量流体力学不稳定性发展和演化的重要结果和物理规律认识.获得了具有不同密度、速度、磁场分布的Rayleigh-Taylor(RT)和Kelvin-Helmholtz(KH)不稳定性的线性增长率,以及它们在不可压缩条件下的弱非线性发展的解析解,表明了两者在不同Froude数、密度过渡层厚度、速度剪切层下的竞争关系;通过数值模拟,发现弱预热条件下烧蚀RT不稳定性二次谐波非线性发展导致不稳定增长尖钉(Spike)断裂的重要过程;数值模拟进一步揭露了强预热条件下,烧蚀RT不稳定性非线性发展导致不稳定增长尖钉出现射流状结构,气泡发生加速;还发现强烈的电子热传导使初始单模扰动的KH不稳定性大大削弱,然而却可能使两模扰动非线性发展增大混合尺度.在神光II激光装置上开展了一系列烧蚀RT不稳定性实验.平面靶烧蚀加速飞行轨迹实验结果与LARED-S模拟结果的比较表明腔壁辐射源能流明显小于激光注入孔的辐射能流,且辐射源的非平衡Planckian谱对靶的飞行轨迹和扰动增长有重要影响.实验分别观测到初始小扰动幅度烧蚀RT明显的增长和初始大扰动幅度尖钉变窄和气泡变宽的清晰物理图像.通过提高空间分辨率,实验获得了二次和三次谐波的增长数据.模拟结果与实验结果相符合.神光II激光装置上开展的流体不稳定性实验考核了LARED-S程序的一维和二维计算.在上述理论和实验认识基础上,进行了ICF聚变点火靶物理研究.主要研究靶丸内外表面单球谐模扰动、辐射不对称性、内爆热斑界面不稳定性、黑腔辐射M带以及氘氚(DT)主燃料低阶模面密度不均匀性等物理过程对ICF内爆流体不稳定性的影响.对于ICF间接驱动初始烧蚀层外表面和DT冰内表面的单模粗糙度扰动和辐射驱动不对称性扰动,获得了不稳定性增长规律,提高了热斑界面扰动增长对点火影响和黑腔M带X射线能谱对内爆稳定性影响的物理认识.模拟研究表明DT主燃料面密度不均匀严重影响内爆动能转换为燃料内能的效率和内爆惯性约束时间.研究结果不仅对研究ICF内爆点火有重要参考价值,而且对发生在天体和自然界中流体不稳定性的物理本质理解会有帮助.     

聚变内爆流体受激光间接驱动后的不稳定性表现

多层靶球每个界面所发生的流体力学的不稳定关系到激光间接驱动惯性约束聚变的点火成功,通过对过程的分析得出爆多介质辐射相关射流体力学中的局部三维应用LARED-S程序.得出系统的总结和反馈,并通过结果得出不稳定性线性和弱非线性结果的表述,进而非线性试验都符合,通过相应的模拟数值试验并铜鼓铝轮模型构建分析,得出ICf爆点火研究意义并得出自然界流体的物理学观察意义,其结论为其聚变后内爆发生中,相应的流体和激光产生不稳定的间接影响驱动,出现一种不稳定的反馈使得聚变后内爆流体出现数值增加和压力膨胀现象.     

圆端形钢管混凝土轴压短柱的机理分析

基于有限元软件ABAQUS对圆端形钢管混凝土轴压短柱进行分析.分析表明:圆端形钢管对核心混凝土的约束效果介于圆钢管和矩形钢管之间;钢管对核心混凝土的约束作用主要分布于圆弧段;圆端形钢管混凝土柱的承载力、峰值应变和延性均介于圆钢管混凝土柱和矩形钢管混凝土柱之间;圆端形钢管混凝土构件承载力和延性随着钢管强度、含钢率、加劲肋厚度和加劲肋数量的提高而提高;随着混凝土强度的提高,其承载力提高但延性下降.     

T_3晶格中无质量Dirac粒子的磁电约束和波导

从理论上研究了T3晶格中的载流子在非均匀磁场和电场构成的磁电势阱中的约束.利用磁电组合势阱中电势可调的特点,靠增加电势阱深度从而增加粒子的束缚态数,或者增加势阱区域的宽度来改变束缚态数.利用磁电势阱构成电子波导或者量子线,计算了波导的本征模和概率流密度,指出了T3晶格的磁电波导可成为有希望的纳米电子器件.     

预张拉纤维布约束混凝土圆柱预应力损失试验

为了对混凝土墩柱有效施加环向预应力,研制了一种自锁式锚具用来环向张拉纤维布,从而对核心混凝土提供主动约束应力,提高混凝土墩柱的强度和延性.根据自锁式锚具的施工工艺,分析了引起预应力损失的主要原因,针对摩擦损失、碳纤维布应力松弛损失、混凝土收缩徐变损失等各种影响因素进行了试验研究和理论分析,得到了各项预应力损失的发展规律及其与相关影响因素的关系,提出了减少预应力损失的措施.     

表面粗糙化来提高SiO2中纳米硅的拉曼强度

本文采用表面粗糙化的方法,在拉曼背散射配置下观察到SiO2中注入硅离子形成纳米硅的拉曼散射特征峰．运用声子限制模型对纳米硅的特征峰进行曲线拟合,得到纳米硅的平均晶粒尺寸是2．6nm．这个结果与透射电子显微镜直接观测的纳米硅尺寸非常符合．以上研究表明,表面粗糙化是一个非常有效的方法来提高拉曼散射强度,从而方便地研究纳米硅的拉曼特征,不会对纳米硅的物理性质发生影响．     

大型高功率激光装置下装系统的碰撞检测

分析了大型高功率激光装置在线可替换单元装校过程的特殊性,建立了基于区域划分的下装系统的方向包围盒,在包围盒的计算中引入闵可夫斯基和的概念,并在其基础上对分离轴的选择进行优化组合,结合碰撞的局部性原理,构建了一种动态的OBB(Oriented Bounding Box)层次树检测方法,经过中国大型高功率激光装置下装系统的装校仿真实践,结果表明这种划分区域的连续检测方法高效可靠。     

Nanostructured Functional Thermoplastic Polymeric Materials Based on the Molecular Control of the Blending

1 Results The development of the concepts of nanotechnology has given an important impact on the design of new polymer based materials which are in most cases characterized by a multiphase morphology. When at least one phase has nanometric dimension(s) the system can be considered as a nanocomposite where the interface is not only determining for the adhesion but also may play a role in some bulk properties. Indeed in nanostructured multiphase solids the interface is significant as a bulk component. The...     

Study on Ceramic Cutting by Plasma Arc

Engineering ceramics are typical difficult-to-machine materials because of high hardness and brittleness. PAC (Plasma Arc Cutting) is a very important thermal cutting process and has been successfully used in cutting stainless steel and other difficult-to-machine alloys. PAC‘s application in cutting ceramics, however, is still limited because the most ceramics are not good electronic conducts, and transferred plasma arc cannot be produced between cathode and work-piece. So we presented a method of plasma ...