导读:本文包含了电磁内爆论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:套筒,聚变,电磁,固体,脉冲,构型,惯性。
电磁内爆论文文献综述
赵小明[1]（2019）在《磁化靶聚变等离子体电磁内爆压缩模拟研究》一文中研究指出磁惯性约束聚变(Magneto-inertial fusion,MIF)是介于惯性约束聚变(Inertial confinement fusion,ICF)和磁约束聚变(Magnetic confinement fusion,MCF)的一种“中间”方案。MIF的原理是利用高速运动的材料压缩加热磁化等离子体靶以达到聚变点火条件,相对于磁约束聚变而言,其具有较高密度、较短的约束时间,压缩加热为等离子体的加热方式;相对惯性约束聚变,其内嵌于等离子体靶中的强磁场可以提高Alpha粒子的能量沉积,降低电子的热传导,等离子体靶的点火参数较低,磁场的约束效应降低了压缩过程对驱动器的要求。基于反场构型(Field-reversed Configuration,FRC)等离子体靶结构的磁惯性约束聚变,也称为磁化靶聚变(Magnetized target fusion,MTF),以大电流磁驱动固体套筒内爆压缩方式实现聚变点火。目前,国际上对FRC等离子体靶压缩问题的研究主要集中在理论与模拟方面,实验方面进展缓慢,已经开展的实验研究中,只对磁场压缩能力进行了测试和评估,并没真正的加入等离子体靶。本论文,首先基于渐进理论,编写了求解FRC等离子体中Grad-Shafranov方程的程序FRC-GS,研究了 FRC等离子体压力及压力梯度在磁面上的分布特征,给出了“椭圆型”和“跑道型”分界面FRC等离子体的平衡状态下磁场的二维分布情况;基于单粒子理论,分析了磁化等离子体靶中Alpha粒子的能量沉积率对磁场的依赖关系,给出了 Alpha粒子在强磁场背景下的损失方式变化的物理图像。其次,在一维弹塑性反应磁流体动力学程序SSS—MHD原有的框架下,针对磁化靶聚变方案,提出了一维固体套筒内爆绝热压缩磁化等离子体靶的物理模型,对程序进行了拉格朗日坐标下多温多体系磁流体力学计算功能的扩展,在磁扩散模块中加入了外电路耦合(有源)和感应耦合(无源)同时计算的功能。磁化等离子体部分引入了离子、电子及Alpha粒子的能量输运方程,添加了热力学平衡状态下的热核反应,同时,考虑了磁场张力引发的轴向压缩以及反场构型刮离层的端部损失等二维效应。模拟了磁驱动固体套筒内爆及其压缩磁化等离子体靶的物理过程,分析了压缩过程中FRC等离子体靶的压缩特性、强磁场的形成和强磁场对Alpha粒子能量的约束效应,分析了等离子体靶的燃烧过程以及压缩峰值状态下固体套筒的状态。主要得到以下结论:1)FRC等离子体靶的压缩特性:SSS-MHD程序模拟套筒压缩FRC等离子体靶的叁个阶段:加速阶段、迟滞阶段、及反弹阶段。加速阶段,等离子体被压缩加热,温度升高;迟滞阶段,等离子体压缩加热减缓,温度最终达到最大值;反弹阶段,等离子体随着套筒回退和磁场的减弱,开始膨胀冷却,温度下降;2)压缩强磁场对Alpha粒子能量约束:压缩后的强磁场对Alpha粒子能量具有良好的约束,在加速和迟滞阶段,Alpha粒子的能量被约束在FRC等离子体靶的O-点附近,在整个压缩过程中,Alpha粒子端部能量密度损失率在增加,端部损失效应会降低FRC等离子体刮离层区的温度,对芯部等离子体温度影响不明显。Alpha粒子对DT等离子体的自加热主要集中在O-点附近,FRC等离子体的点火区域被分为低密度区和高密度区,高密度位于O-点附近;3)FRC等离子靶的燃烧过程:模拟了FRC等离子体的燃烧过程,对比了FRC等离子体具有Alpha粒子自加热的压缩曲线和压缩加热曲线,模拟结果表明,FRC等离子体被压缩至点火条件后存在短暂的自持燃烧,压缩强磁场对FRC等离子体燃烧传播具有限制作用:4)压缩等离子体靶的套筒状态:研究了固体套筒压缩FRC等离子体靶过程中状态参数,套筒在迟滞阶段会发生了从固态到温稠密状态的相变,但是套筒材料并没有被加热气化,固体套筒压缩能够保证在压缩过程不会给FRC等离子体带来额外的杂质离子,进而确保压缩过程中等离子体能量的约束品质。本论文总共分为9章。第1章为绪论;第2章为磁惯性约束聚变研究现状;第3章为磁化靶聚变原理及方案;第4章为弹塑性反应磁流体力学程序SSS-MHD的计算功能拓展;第5章为FRC等离子体靶的形成及平衡:第6章为Alpha粒子的能量沉积问题;第7章为磁驱动固体套筒内爆模拟;第8章为固体套筒内爆压缩磁化等离子体靶过程模拟。第9章为总结与展望。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2019-04-24）
刘斌,李成,王瑞星,曹启伟,杨显俊[2]（2018）在《电磁脉冲驱动套筒内爆压缩磁化靶研究》一文中研究指出采用磁流体方程和有限差分法,对内爆过程中高能量密度状态下的磁场对带电粒子和压缩过程的作用机制进行研究。结果显示:内爆过程中的各项参数为电子离子温度(50keV)、压强(1TPa)、粒子数密度(1024 cm-3)。套筒材料对约束时间、点火条件有重要影响;同时当磁感应强度大于5T时,电子热传导系数比无磁场时减小2个数量级,离子热传导系数也出现了明显下降,在压缩峰值处,磁感应强度超过5T时α粒子能量沉积密度比磁感应强度为0和1T时相对增加约200倍。磁化在一定程度上也会阻碍内爆压缩过程。(本文来源于《爆炸与冲击》期刊2018年03期）
严颖,江少恩,易涛,易有根,丁永坤[3]（2018）在《基于电磁辐射的内爆物理实验时序诊断》一文中研究指出在内爆物理实验中,多组激光脉冲在不同时刻与靶相互作用,产生若干瞬态物理过程。准确诊断这些激光与靶作用产生的瞬态过程之间的时序关系,对于成功获取实验状态的相关参数非常重要。提出了一种基于电磁辐射的内爆物理实验时序诊断方法,利用激光与金属靶相互作用时会产生强烈的电磁脉冲辐射,可获得不同激光与靶作用过程的时序关系,为判断和控制不同激光与靶作用过程之间的时序提供重要依据。在神光III主机大型激光装置上进行的实验测试表明,基于电磁辐射的内爆物理实验时序诊断方法可以准确确定预脉冲激光、主脉冲激光以及背光激光等与腔靶和平面背光靶之间作用的时序关系。该方法具有操作简单,测量精度高的优点,对于精确把握激光与靶相互作用过程的时间关系,提升实验精度有着重要意义。(本文来源于《中国激光》期刊2018年07期）
赵学水,杜卫星,陈定阳,周林,叶繁[4]（2017）在《强光一号装置准球形电磁内爆丝阵负载成形技术》一文中研究指出准球形电磁内爆能提高Z-pinch等离子体能量加载效率,利用位置调节丝阵负载能够实现Z-pinch准球形电磁内爆。为满足位置调节丝阵负载实现准球形电磁内爆的需求,开展准球形丝阵负载成形技术研究。实验中在柱形丝阵基础上,利用高电压静电力拉展、通过调节和监控系统进行实时调整和测量,获得具有不同初始纵横比的准球形丝阵,已成功应用于强光一号装置准球形电磁内爆物理实验,获得X光15%转换率。(本文来源于《中国测试》期刊2017年12期）
张绍龙,章征伟,孙奇志,刘伟,赵小明[5]（2017）在《电流脉冲前沿对电磁驱动固体套筒内爆的影响》一文中研究指出固体套筒内爆是采用实验方法研究高能量密度状态下的材料力学性能的重要加载手段之一,国内已经建立起若干开展电磁内爆研究的驱动器。从电流脉冲前沿对固体套筒内爆性能影响的角度进行分析,为如何选择现有的实验装置开展固体套筒内爆实验研究提供依据。采用不可压缩零维模型进行计算,获得了套筒内爆速度受套筒尺寸、电流幅值以及电流脉冲前沿的影响情况。计算结果表明,开展固体套筒内爆的实验研究应选择电流脉冲前沿大于2μs的装置,这也为未来设计驱动能力更强的固体套筒内爆实验装置奠定了基础。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2017年10期）
张扬,孙顺凯,丁宁,李正宏,束小建[6]（2017）在《准球形电磁内爆动力学研究及能量定标关系浅析》一文中研究指出通过改变Z箍缩负载的初始形状和/或质量密度分布,可以实现等离子体的准球形聚心内爆.同柱形箍缩相比,准球形电磁内爆可以将内爆动能集中加载至负载中心较小的空间区域内,获得更高的能量密度,从而在驱动Z箍缩动态黑腔实现聚变点火方面具有潜在优势.准球形电磁内爆的负载和电极结构比柱形Z箍缩更复杂,球面收缩的几何特点使其内爆动力学过程和能量定标关系显着区别于柱形内爆.本文利用解析的薄壳模型推导并分析了理想条件下准球形电磁内爆的动力学行为和能量定标关系,并同二维磁流体力学模拟结果进行了比较.与柱形Z箍缩内爆相比,准球形电磁内爆的动能不仅与驱动电流有关,而且敏感地依赖于负载的初始尺寸.在不显着降低驱动电流和内爆品质的前提下,适当增加负载的初始半径和最大纬度,有利于获得更多的内爆动能和能量加载密度.(本文来源于《物理学报》期刊2017年10期）
刘斌[7]（2017）在《电磁脉冲驱动套筒内爆压缩磁化靶的研究》一文中研究指出作为受控热核聚变能的两种主要实现途径-磁约束聚变(Magnetic Confinement Fusion,MCF)和惯性约束聚变(InertialConfinementFusion,ICF),近年取得一些突破性的进展。同时,研究人员开始探索等离子体参数介于两者之间的聚变新途径-磁惯性约束聚变方案(Magneto-Inertial Fusion,MIF),希望结合两者的优点,通过磁化等方式降低电子热传导,增加α粒子能量沉积,使燃料更容易达到聚变点火条件。此外,该类方案成本普遍低于MCF和ICF。我们注意到国际上该类方案发展较为迅速,其中包括一些使用电磁脉冲驱动的MIF方案取得了较大的进展。这类采用电磁脉冲驱动的磁惯性聚变方案,像圣地亚国家实验室(SandiaNationalLaboratory,SNL)的磁化套筒惯性聚变方案(MagLIF),美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LosAlamosNationalLaboratory,LANL)与美国空军研究实验室(Air ForceResearch Laboratory,AFRL)的场反位型压缩方案(FRCHX)等,与动态黑腔、Z-pinch黑腔等间接驱动的方案相比,不需要将电磁脉冲转化成高功率的X射线,而是直接利用Z箍缩的惯性压缩磁化靶。在间接驱动的情况下,能量的间接转换会导致能量效率的降低,而电磁脉冲直接驱动的方案理论上来说比间接驱动的方案有更大的潜力。本文主要对电磁脉冲驱动下的MagLIF和FRCHX方案进行了研究。我们对磁场条件下的点火条件和相关磁流体数值计算方法进行了介绍,对燃料密度、压缩比、驱动器功率等参数进行了简单估算,利用一维叁温磁流体力学数值计算方法对初始内嵌磁场及预加热温度进行了优化。我们注意到虽然磁场在某种程度上会阻碍内爆压缩做功过程,但磁场可以在相当程度上抑制电子离子热传导效应,增加α粒子的能量沉积,磁场大于5T时电子热传导系数比无磁场时减小了两个数量级,离子热传导系数也出现了明显下降,在压缩峰值处,磁场超过5T时α粒子能量沉积密度比无磁场时相对增加了大约200倍,而α粒子的自加热可以显著的降低点火的困难程度。我们在考虑了磁扩散及欧姆加热等效应后,优化了磁化套筒惯性聚变的数值计算模型,模拟结果显示内爆过程中,内爆速度达8cm/μs,峰值磁场达500T,等离子体峰值温度超过10keV,等离子体峰值密度≥100g/cm3,并达到了点火条件;在高增益的MagLIF方案中,等离子体峰值密度一500g/cm3,这甚至已经接近ICF的等离子体峰值密度。这说明使用电磁驱动的套筒内爆的直接驱动方式进行等离子体约束点火有巨大的潜力。此外,我们对反场构型靶也建立了一维近似模型并进行数值模拟,取得了和Spence绝热压缩模型一致的结果,同时,我们发现在FRC的分界区域采用经典输运机制时,轴向收缩运动的绝热近似是有效的。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2017-05-01）
章征伟,魏懿,孙奇志,刘伟,赵小明[8]（2016）在《材料强度对电磁驱动固体套筒内爆过程的影响》一文中研究指出电磁驱动柱形固体套筒内爆加载技术是高能量密度物理实验研究的重要加载方式。由于固体金属具有一定的结合强度,需外加载荷达到特定阈值才会发生塑性流动,且在内爆过程中塑性做功会耗散部分电磁力做功而变成金属材料的内能,进而对固体套筒的内爆过程产生影响。通过弹塑性力学平面轴对称问题的解,给出了套筒发生塑性流动时外加电流(即屈服电流)与套筒参数的关系。利用考虑材料强度的零维不可压缩模型对铝套筒的内爆过程进行模拟,并分别与简单零维模型和实验数据进行对比,结果发现当电流峰值远大于(20倍于)屈服电流时,金属材料强度的影响甚微;而当峰值电流只数倍于屈服电流时,金属材料强度的影响便不能忽略。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2016年04期）
邓爱东[9]（2015）在《电磁驱动下产生超强磁场及内爆压缩等离子体升温的研究》一文中研究指出磁化靶聚变(MTF)是介于磁约束聚变(MCF)与惯性约束聚变(ICF)中间的一种新型聚变途径,主要优点在于：体积小,成本低,建造周期短。通过在预加热的等离子体中嵌入磁场来抑制等离子体向套筒的热传导(磁约束),当等离子体膨胀时,使用套筒来约束受到加热的磁化靶等离子体(惯性约束),通过电磁驱动将套筒动能高效转换给预加热的磁化靶等离子体从而达到点火条件而燃烧。磁化靶聚变既有磁约束聚变的优点,利用强磁场约束等离子体,抑制电子、离子的热传导,同时增加聚变产物α粒子的能量沉积,又有惯性约束的优点,利用固体物质壁来约束等离子体。本文主要研究了电磁驱动下超强磁场的产生和电磁驱动下内爆压缩磁化等离子体,分别利用自建零维模型和修改一维叁温磁流体程序deira进行数值模拟研究。零维模型计算分析电磁驱动柱形薄套筒内爆压缩内嵌轴向磁场,从而产生超强磁场,通过建立叁个无量纲参数(h,A,Π)对电磁压缩装置和磁通压缩过程进行优化评估,其中h为初始内嵌磁场与外驱动等效特征磁场的比值,A为等效无量纲电路电感,Π为套筒参数与驱动参数的比值关系。计算表明,在理想恒定电流驱动情况下,h<0.2时,套筒半径压缩比才能达到10倍。通过在适当范围内调节设计参数h和A,获得Π的最优化取值范围,并在1MJ的驱动能量下,模拟产生了1000T的超强磁场并获得了较高的磁能转化效率。deira程序主要研究离子束驱动下的球形ICF靶聚变,在研读程序的基础,我们修改了程序的语言版本、驱动方式、程序后处理数据、套筒结构等。通过柱形套筒内爆、柱形套筒内爆压缩内嵌磁场来验证修改后程序的正确性。探讨初始磁场、初始等离子温度对内爆压缩等离子体升温的影响,研究结果表明：适当的初始磁场和初始等离子体温度可以大大增加等离子体的升温效果。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2015-05-01）
章征伟,孙奇志,魏懿,郭帅,张朝辉[10]（2014）在《电磁驱动固体套筒内爆实验研究进展》一文中研究指出FP-1装置是一台主要用于电磁驱动固体套筒内爆技术研究的高能量密度物理实验平台,由216台MCF50-4型脉冲电容器构成一个二级的Marx电容器组,最大储能1.08MJ,额定充电电压为±50k V,驱动套筒负载电流为3-4MA,脉冲上升时间约7μs,主回路放电开关由12路气体轨道开关组成。本文介绍了当前开展的实验研究内容:不同负载构型的套筒内爆稳定性实验、预制扰动的套筒不稳定性增长实验、柱形样品的动态破坏回收实验等,用于相关研究的诊断手段:X光照相诊断系统、光纤探针阵列、激光干涉测速等,并介绍了未来的实验计划。(本文来源于《第十叁届全国物理力学学术会议论文摘要集》期刊2014-10-17）
电磁内爆论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
采用磁流体方程和有限差分法,对内爆过程中高能量密度状态下的磁场对带电粒子和压缩过程的作用机制进行研究。结果显示:内爆过程中的各项参数为电子离子温度(50keV)、压强(1TPa)、粒子数密度(1024 cm-3)。套筒材料对约束时间、点火条件有重要影响;同时当磁感应强度大于5T时,电子热传导系数比无磁场时减小2个数量级,离子热传导系数也出现了明显下降,在压缩峰值处,磁感应强度超过5T时α粒子能量沉积密度比磁感应强度为0和1T时相对增加约200倍。磁化在一定程度上也会阻碍内爆压缩过程。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电磁内爆论文参考文献
[1].赵小明.磁化靶聚变等离子体电磁内爆压缩模拟研究[D].中国工程物理研究院.2019
[2].刘斌,李成,王瑞星,曹启伟,杨显俊.电磁脉冲驱动套筒内爆压缩磁化靶研究[J].爆炸与冲击.2018
[3].严颖,江少恩,易涛,易有根,丁永坤.基于电磁辐射的内爆物理实验时序诊断[J].中国激光.2018
[4].赵学水,杜卫星,陈定阳,周林,叶繁.强光一号装置准球形电磁内爆丝阵负载成形技术[J].中国测试.2017
[5].张绍龙,章征伟,孙奇志,刘伟,赵小明.电流脉冲前沿对电磁驱动固体套筒内爆的影响[J].强激光与粒子束.2017
[6].张扬,孙顺凯,丁宁,李正宏,束小建.准球形电磁内爆动力学研究及能量定标关系浅析[J].物理学报.2017
[7].刘斌.电磁脉冲驱动套筒内爆压缩磁化靶的研究[D].中国工程物理研究院.2017
[8].章征伟,魏懿,孙奇志,刘伟,赵小明.材料强度对电磁驱动固体套筒内爆过程的影响[J].强激光与粒子束.2016
[9].邓爱东.电磁驱动下产生超强磁场及内爆压缩等离子体升温的研究[D].中国工程物理研究院.2015
[10].章征伟,孙奇志,魏懿,郭帅,张朝辉.电磁驱动固体套筒内爆实验研究进展[C].第十叁届全国物理力学学术会议论文摘要集.2014
论文知识图
