张维岩
- 作品数：33 被引量：141H指数：8
- 供职机构：中国工程物理研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：核科学技术理学电子电信机械工程更多>>
- 二维不可压流体瑞利-泰勒不稳定性的非线性阈值公式被引量：14
- 2003年
- 分析了二维情况下平面几何、柱几何和球几何中瑞利 泰勒不稳定性发生非线性偏离的阈值问题 ,给出了三种几何中密度扰动振幅的定义 ,以及与界面扰动振幅的关系 .由此得到了三种几何中密度扰动的非线性阈值公式 ,用高精度流体程序对三种几何中的不稳定性进行了数值模拟 。
- 吴俊峰叶文华张维岩贺贤土
- 关键词：瑞利-泰勒不稳定性ICF惯性约束聚变
- 神光-Ⅲ主机装置成功实现60TW/180kJ三倍频激光输出被引量：17
- 2016年
- 2015年9月15日,由中国工程物理研究院激光聚变研究中心承担研制的神光-Ⅲ主机装置成功完成了48束激光三倍频180kJ/3ns、峰值功率60TW的输出测试实验,标志着神光-Ⅲ主机装置已全面建成并达到设计指标,成为现有输出能力世界排名第二、亚洲排名第一的惯性约束聚变激光驱动器。
- 郑万国魏晓峰朱启华景峰胡东霞张小民粟敬钦郑奎兴王成程袁晓东周海陈波王健马平许乔杨李茗代万俊周维王方许党朋谢旭东冯斌彭志涛郭良福陈远斌张雄军刘�
- 关键词：激光输出三倍频主机惯性约束聚变激光驱动器激光聚变
- 激光聚变内爆流体不稳定性基础问题研究进展被引量：1
- 2021年
- 激光聚变有望一劳永逸地解决人类的能源问题,因而受到国际社会的普遍重视,一直是国际研究的前沿热点。目前实现激光惯性约束聚变所面临的最大科学障碍(属于内禀困难)是对内爆过程中高能量密度流体力学不稳定性引起的非线性流动的有效控制,对其研究涵盖高能量密度物理、等离子体物理、流体力学、计算科学、强冲击物理和高压原子物理等多个学科,同时还要具备大规模多物理多尺度多介质流动的数值模拟能力和高功率大型激光装置等研究条件。作为新兴研究课题,高能量密度非线性流动问题充满了各种新奇的现象亟待探索。此外,流体力学不稳定性及其引起的湍流混合,还是天体物理现象(如星系碰撞与合并、恒星演化、原始恒星的形成以及超新星爆炸)中的重要过程,涉及天体物理的一些核心研究内容。本文首先综述了高能量密度非线性流动研究的现状和进展,梳理了其中的挑战和机遇。然后介绍了传统中心点火激光聚变内爆过程发生的主要流体力学不稳定性,在大量分解和综合物理研究基础上,凝练出了目前制约美国国家点火装置(NIF)内爆性能的主要流体不稳定性问题。接下来,总结了国外激光聚变流体不稳定性实验物理的研究概况。最后,展示了内爆物理团队近些年在激光聚变内爆流体不稳定性基础性问题方面的主要研究进展。该团队一直从事激光聚变内爆非线性流动研究与控制,以及聚变靶物理研究与设计,注重理论探索和实验研究相结合,近年来在内爆重要流体力学不稳定性问题的解析理论、数值模拟和激光装置实验设计与数据分析等方面取得了一系列重要成果,有力地推动了该研究方向在国内的发展。
- 王立锋叶文华陈竹李永升丁永坤赵凯歌张靖李志远杨云鹏吴俊峰吴俊峰范征锋李纪伟薛创李纪伟王帅杭旭登缪文勇袁永腾涂绍勇尹传盛曹柱荣邓博杨家敏江少恩董佳钦方智恒贾果谢志勇黄秀光傅思祖程涛李英骏程涛王保山王英华曾维新卢艳旷圆圆卢艳陈伟戴振生谷建法�
- 关键词：激光聚变惯性约束聚变高能量密度物理辐射流体力学
- 经典瑞利-泰勒不稳定性界面变形演化的改进型薄层模型被引量：6
- 2018年
- 激光惯性约束聚变(ICF)内爆靶丸通常采用多壳层组合结构设计,各壳层界面的流体力学不稳定性影响内爆加速和聚变点火,是ICF十分关心的问题.本文建立了描述任意Atwood数、任意初始界面分布Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性界面变形及非线性演化的薄层模型.通过分析薄层中流体微团的受力,得到了运动微分方程组,并在二维情况进行数值求解.在线性阶段,薄层模型描述的界面演变规律与模拟结果符合很好;在非线性阶段,薄层模型可以描述至"蘑菇"形结构,与数值模拟的结果很接近.目前薄层的RT不稳定性非线性解析理论研究仅限于弱非线性阶段,本工作发展的薄层解析理论能很好地研究薄层非线性"气泡-尖钉"发展过程.
- 赵凯歌薛创王立锋叶文华吴俊峰丁永坤张维岩张维岩
- 关键词：薄层模型RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性
- 间接驱动惯性约束聚变主脉冲优化
- 王立锋叶文华吴俊峰刘杰张维岩贺贤土
- 激光聚变极端环境下X光高速摄影技术研究进展被引量：7
- 2020年
- 在激光惯性约束聚变(ICF)研究中,通过X光高速摄影获取的图像数据能够反映等离子体中由于做功和能量输运导致的流体状态的时空演化信息,与之相关的诊断技术与工程研究一直以来都是ICF诊断能力建设的重要组成部分。介绍了作为我国ICF工程的主要实施单位之一,中国工程物理研究院激光聚变研究中心近年来在X光高速摄影技术研究方面取得重要进展,包括:(1)面向神光系列激光装置,开发了系列工程化的100 ps曝光高速摄影相机,整体达到国际先进水平,并在高灵敏探测、透射式带通滤波和结构小型化等方面形成中国特色;(2)提出微扫描门控、同视扫描分幅等10 ps曝光X光高速摄影新技术,为突破时间分辨瓶颈做出有益尝试;(3)在国内率先开展抗辐射加固高速摄影相机理论设计、技术验证与工程设计;(4)针对激光聚变靶碎片对设备安全的威胁,在国内首次开展靶碎片的理论建模与仿真研究,并开展首次验证实验,取得重要进展。
- 曹柱荣王强强邓博陈韬邓克立王维荣彭星宇陈忠靖袁铮黎宇坤王鹏陈伯伦王峰何海恩李欣竹许泽平杨冬杨家敏江少恩丁永坤张维岩
- 关键词：惯性约束聚变高速摄影技术抗辐射加固
- 间接驱动点火靶内爆设计和物理研究
- <正>我们发展了间接驱动中心点火零维、一维和二维综合设计评估的流程和方法。首先,建立点火靶丸设计的零维模型。其次,通过零维和一维参数空间扫描,给出点火靶丸设计的参数空间,结合流体不稳定性增长限制考虑,给出点火靶丸一维优化...
- 叶文华吴俊峰谷建法康洞国戴振生范征锋李永生葛峰峻李蒙乔秀梅高耀明郑无敌王敏裴文兵朱少平贺贤土张维岩
- 文献传递
- 柱几何Rayleigh-Taylor不稳定性的数值模拟被引量：13
- 2003年
- 给出了柱几何中流体力学方程组及其在数值模拟中采用的计算方法。对二维柱几何Rayleigh Taylor不稳定性进行数值模拟,在线性阶段与线性理论符合得很好;不稳定性增长进入非线性区域的阈值依赖于界面的位置,并且明显不同于平面情况。
- 吴俊峰叶文华张维岩
- 关键词：RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性数值模拟流体力学ICF惯性约束聚变
- 直接驱动柱内爆流体力学不稳定性数值模拟被引量：4
- 2005年
- 给出了LARED S程序对直接驱动柱内爆流体力学不稳定性模拟的物理方程,介绍了一种直接驱动柱内爆靶的结构,给出了模拟中使用活动网格追踪和其他一些需要注意的问题。对OMEGA激光器直接驱动柱内爆实验物理模型进行了简化处理:使用理想气体状态方程,假设烧蚀层、标识层和内部填充材料为同一介质,只在密度上有差别;采用全电离和单温近似,在内爆过程中仅考虑热传导过程而忽略辐射和非局域电子热传导等过程的影响。模拟结果表明:LARED S程序与LASNEX程序的计算结果基本上符合。
- 吴俊峰叶文华张维岩
- 激光间接驱动聚变内爆流体不稳定性研究被引量：12
- 2014年
- 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�
- 张维岩叶文华吴俊峰缪文勇范征锋王立锋谷建法戴振生曹柱荣徐小文袁永腾康洞国李永升郁晓瑾刘长礼薛创郑无敌王敏裴文兵朱少平江少恩刘慎业丁永坤贺贤土
- 关键词：激光惯性约束聚变内爆高能量密度物理
