基于Corsica的EAST等离子体平衡计算

等离子体平衡是托卡马克等离子体放电和控制的基础,文章利用Corsica程序,结合实验给出EAST放电过程中等离子体平衡位形的建立和等离子体电流、密度及温度剖面分布信息;同时在平衡位形建立的基础上开展了放电模拟研究,脉冲过程中等离子体电流稳定演化、等离子体大半径和小半径等重要参数的模拟结果与实验吻合较好.     

有限元波动模拟中傍轴近似透射边界

有限元波动模拟中傍轴近似透射边界张剑锋（大连理工大学工程力学系１１６０２４）关键词：地震波；有限元法／傍轴近似；人工边界分类号：Ｏ２４２．２１；Ｐ３１５．３实际地震波是在半无限域中传播，但有限元有限差分等数值方法只能在有限尺寸模型上求解；因此数值模拟...     

含能材料等离子体点火过程的数值模拟

建立含能材料在等离子体作用下的强瞬态热传导模型，对Dufort-Frankel差分格式进行了修正，使得时间和空间都是二阶精度，并对含能材料等离子体点火过程进行数值模拟。结果表明，(1)含能材料药粒直径变化对等离子体点火性能有较大的影响，小药粒条件下，点火延迟时间会明显缩短。(2)等离子体温度的增加会使含能材料的点火时间缩短。(3)热辐射的吸收会使在同一时刻有更多的质点感受到热扰动的存在。     

电子回旋共振等离子体特性的数值模拟

以电子作为流体，离子作为粒子这一混合模型，研究了电子回旋共振等离子体微波放电的热现象及离子沿偏离轴向磁力线的输运。结果表明气压对ＥＣＲ等离子体影响很大。     

有限元法在表面波等离子体中的数值模拟应用

工业用平板型表面波等离子体( SWP)源具有大面积、高密度、高活性等优良性能,其建造之前必须进行结构优化,而对表面电磁波的数值模拟,可以辅助其优化设计.基于有限元法( FEM),采用Ansoft HFSS模拟软件,数值仿真了大面积矩形SWP源的电磁场空间分布.研究了开槽天线激发表面波场的特性,得出了表面波场的空间分布,...     

EAST托卡马克等离子体电流和位形演化的数值模拟

EAST托卡马克是世界上第一台全超导托卡马克装置.文章利用普林斯顿大学开发的著名托卡马克模拟程序对EAST的首轮放电中等离子体电流和位形的控制进行了数值模拟,获得的结果与实验吻合得很好,说明控制系统的稳定性.同时模拟结果对EAST今后开展等离子体平衡和控制系统设计有重要的参考价值.     

固定边界Grad-Shafranov方程的求解

针对D型截面的托卡马克中等离子体平衡问题进行了研究.在研究中首先从磁流体力学平衡方程出发推导出描述等离子体平衡问题的Grad-Shafranov方程的理论表达式,并分析其在固定边界区域内的求解途径;然后在给定的压强分布情况下采用基于能量形式的变分法对其进行了数值计算,并在一定的误差范围内得到了极向磁通的图像以及等离子体的平衡位形分布;最后求出了D-型截面下的极向磁场以及环向磁场分布.     

开放大气等离子体中带电粒子密度时间演化的数值模拟

利用大气化学反应的零维模型,模拟了地面附近的大气化学反应,研究了电子和主要离子在大气化学反应中的动力学规律和机制,给出了电子密度及其他带电粒子密度随时间的演化图.所得结果对进一步了解大气中的物理化学反应和空气动力学的机理具有重要意义,对飞机的等离子体隐身和大气环境污染与监测也具有一定的参考价值.     

基于纳米粒子链的表面等离子体的数值模拟

从电磁基本理论出发,深入研究了金膜上基于纳米粒子抛物链的表面等离子体的相互作用,由并矢格林函数求解波动方程,建立分层参考系统的电磁场模型.将纳米粒子抛物链划分为一系列立方单元,并利用耦合偶极子法将该积分方程转化为矩阵方程,从而计算出空间任意点的电场.此外,还给出了计算实例,并与国外的结果进行分析对比,证明运用的计算方法结果正确,算法快速.     

固定边界Grad-Shafranov方程的数值求解

本文针对D型截面的托卡马克中等离子体平衡问题进行了研究。在研究中首先从磁流体力学平衡方程出发推导出描述等离子体平衡问题的Grad-Shafranov方程的理论表达式,并分析其在固定边界区域内的求解途径;然后在给定的压强分布情况下采用基于能量形式的变分法对其进行了数值计算,并在一定的误差范围内得到了极向磁通的大致图像以及等离子体的平衡位形分布;最后求出了D-型截面下的极向磁场以及环向磁场分布。     

磁流体力学平衡位形计算及其不稳定性模拟

论述了托卡马克等离子体磁流体力学平衡位形重建与计算及其不稳定性计算与分析模拟研究中的主要技术,介绍该领域计算机模拟与仿真研究的进展与主要成果,对环流器二号托卡马克装置上典型的偏滤器位形的平衡重建及磁流体稳定性进行了模拟。     

有浮动电极PDP单元放电串扰的数值模拟研究

利用二维流体模拟方法研究等离子体显示屏(PDP)大维持电极间隙单元之间的放电串扰现象.研究发现当维持电极间隙较大时,无论它们之间是否有浮动电极,均可能发生相邻单元之间的放电串扰;同时,串扰还与工作电压有关,电压越高越容易发生串扰.模拟结果显示,串扰仅发生在最初几个维持放电脉冲期间.在单元之间插入浮动电极,可以有效地阻止单元之间的放电串扰而不影响Xe放电激发效率.     

Simulation methods of ion sheath dynamics in plasma source ion implantation

Progress of the theoretical studies on the ion sheath dynamics in plasma source ion implantation (PSII) is reviewed in this paper. Several models for simulating the ion sheath dynamics in PSII are provided. The main problem of nonuniform ion implantation on the target in PSII is discussed by analyzing some calculated results. In addition,based on the relative researches in our laboratory, some calculated results of the ion sheath dynamics in PSII for inner surface modification of a cylindrical bore are presented. Finally, new ideas and tendency for future researches on ion sheath dynamics in PSII are proposed.     

大跨度石穹顶空间结构受力行为数值模拟

大跨度石穹顶空间结构受力行为分析比较复杂,结构整体受力行为分析具有较大难度．结合工程实例,基于ANSYS程序对大跨度石穹顶空间结构进行数值模拟分析．结合结构实际受力情况及闽南地区石砌体施工工艺特点,确定结构荷载取值和材料强度取值．采用ANSYS程序中的Solid 65单元和DP材料模型,并以“自上而下”和布尔操作的建模方法。建立石穹顶空间结构在施工阶段、整体成型阶段和最不利状态三维有限元分析模型．根据石穹顶空间结构在3个主要受力阶段的数值分析结果,全面研究石穹顶空间结构在各阶段的变形和应力分布等受力行为;据此分析结果,进一步对原设计方案提出相关设计和施工建议．该工程实例中石穹顶空间结构满足强度和变形要求．基于ANSYS程序的石穹顶空间结构数值模拟技术可行．     

天然气汽车均流三元催化器内流动阻力特性

对添加了均流装置的天然气汽车尾气催化转化器内的流场阻力特性进行了数值研究.结果表明:改变载体安装位置对催化器内的压力损失影响很明显.催化器内添加均流装置会增大催化器段的压力损失,但采用合理的均流装置会使催化器内压力损失增加得较小.组合式导流板造成的压力损失对发动机影响很小,均流装置可以显著改善催化器内的流场均匀性.采用合理的导流结构和安装位置可以使压力损失较小.     

基于格子玻耳兹曼的等离子射流场数值模拟

采用格子玻耳兹曼(LB)方法建立了等离子射流温度场和速度场的计算模型，与传统数值方法相比，LB方法具有直观的物理背景．用正六边形7-bit网格划分计算区域，通过选取适当的两套平衡分布函数和采用Chapman-Enskog展开及多尺度技术导出了等离子射流场的宏观方程，并将计算结果与已有文献的实验结果进行了比较，验证了计算模型的有效性；计算结果表明，减小紊流粘度可以提高射流的能量密度和有效长度．     

60 km 高空大气等离子体中离子密度随时间演化的数值模拟

利用建立的大气化学零维模型,模拟了60 km高空的大气化学反应,研究了带电粒子在化学反应中的动力学规律,计算得出电子在60 km高空的寿命为1.107 8×10-5 s,给出了电子密度及其他带电粒子密度随时间的演化图,并与地面附近的数值模拟进行了比较.所得结果对探讨大气物理化学反应的机制具有重要意义,为等离子体隐身及再入技术的研究和环境污染的监测提供了有用的参考.     

螺旋管式相变蓄热过程的数值模拟与系统优化

对地源热泵供热系统中,利用低谷电蓄能的相变蓄能装置进行研究,以提高供热系统的经济性．在研究中对相变材料蓄热装置结构进行改进,提高了相变材料蓄热能效．利用相变材料能量守恒原理,确定合理的边界条件,对蓄热工况的传热过程进行了三维数值模拟优化．模拟结果显示,当蓄热初始条件相同时,不同装置结构中相变材料发生相变的程度会不同,出现死区的面积也不同;结合相变材料传热特性和过程,通过改进装置结构,采用螺旋管中间连通直管段的圆柱体蓄热装置,改善了蓄热效果,解决了相变材料熔化过程存在死区的问题,相变材料熔化率由原来的72％提高到93％,蓄热总量有了明显提高．同时还对采用低谷电蓄热、高峰用能放热的经济性进行了分析．结果表明采用相变材料蓄热可充分利用谷电,节约运行成本,具有良好的经济性．