Численное моделирование двумерной нестационарной газовой динамики в трехтемпературном приближении с учетом термоядерного горения

• Автор: Гиззаткулов, Наиль Минивасимович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Модифицированная численная схема теплопроводного этапа комплекса программ НЗТ
1. Введение

2. Система дифференциальных уравнений модели.

3. Разностная схема

4. Тестовый расчет.

5. Параллельные аспекты схемы .

6. Заключение

ГЛАВА 2. Алгоритм построения фронтов ударных волн и контактных границ с искусственной вязкостью

1. Расчет фронта ударной волны.

1.1 Структура сетки в расчетной области.
1.2 Алгоритм переинтерполяции граничной скорости из полуцелых
точек в целые
2. Сравнение алгоритма построения фронтов ударных волн и контактных границ с искусственной вязкостью с другими алгоритмами
3. Тестовый расчет 1.
3.1 Задача об обтекании сферы, постановка.
3.2 Расчет по алгоритму с равномерной расстановкой узлов вдоль
выделенной ударной волны.
3.3 Расчеты по алгоритму с вязкостью
4. Рисунки.
5. Апробация алгоритма построения фронтов ударных волн и кон
тактных границ с искусственной вязкостью на задаче о вытекании
вещества через торцы мишени.
5.1 Постановка задачи
5.2 Результаты расчета.
5.3 Рисунки
6. Выводы.
ГЛАВА 3. Численные расчеты
1. Конструкция цилиндрической мишени с урановым пушером, сжимаемой безударным способом
1.1 Постановка задачи
1.2 Результаты расчета.
1.3 Выводы.
2. Сравнение двумерной методики НЗТ с одномерной методикой СНД
2.1 Постановка задачи
2.2 Результаты сравнения.
2.3 Выводы.
2.4 Рисунки
3. Методика Н2Т1Р
3.1 Система уравнений методики НЗТ.
3.2 1Б система уравнений модели 2Т1Р
3.3 Уравнение переноса.
3.4 Алгоритм задачи
3.5 Постановка расчетной задачи.
3.6 Параллельные аспекты
3.7 Расчеты.
3.8 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Была выполнена приближенная оценка степени кумуляции плотности с учетом теплопроводности, которая показала, что эта степень увеличивается в полтора раза по сравнению с аналитическим решением Релея - Гюгоиио. Расчеты также показали, что среднее сжатие с учетом теплопроводности при одинаковых затратах вложенной энергии ухудшается, максимальное сжатие части слоя у поршня намного выше и кумуляция плотности увеличивается. Также отмечается, что в [] были, приведены расчеты безударного сжатия газовой призмы и тела вращения, у которых есть неподвижная жесткая стенка. Расчеты проводились как без учета, так и с учетом горения. Было показано, что до начала энерговыде-лсння энтропийная функция остается близкой к начальному значению, т. Во всех рассмотренных выше случаях в сжимаемых объемах присутствовали неподвижные непроницаемые стенки, реализовать которые в экспериментах затруднительно из - за возник- • новения зон больших давлений. Поэтому предпочтение было отдано изучению процессов неограниченного безударного сжатия замкнутых объемов газа специальных форм, на внешнюю границ которых действуют распределенное по времени и по поверхности давление. Исследования в этом направлении проводились как аналитически, так и численно. Были исследованы особенности нестационарных полей течений, возникающих при безударном сжатии осессиметричных конусообразных со сферическим сектором объемов полит-ропного газа. В работах [],[] под руководством A. B. Забродина впервые были рассчитаны безударные сжатия и горения двумерных замкнутых конструкций DT - газа. Горение газа при этом происходило с высоким эиерговы-делением. На основе этих построений численно конструировались мишени. Для реализации безударного сжатия DT - газа было найдено распределение энерговложения по направлениям. В [],[] также отмечалось, что в при заданном асимметричном энерговложении не разрушающуюся кумуляцию получить не удалось. В [9] также были выделены проблемы, которые по сей день остаются открытыми. Эти задачи заключаются в следующем: математическое проектирование физического эксперимента по реализации этого подхода к неодномерному безударному сжатию газов, поиск оптимальных путей реализации этого процесса при использовании различных физических полей для сжатия вещества. Отмечаются также определенные результаты, достигнутые при расчетном конструировании оболочечных слоистых микромишеней на основе реализации концепции безударного сжатия. В большинстве из работ кумуляция реализуется за счет геометрических особенностей картины течения. Физика развития гидродинамических неустойчивостей, приводящих к нарушениям симметрии сжатия мишеней оказалась одной из наиболее важных, трудных и интересных проблем в инерциалыюм термоядерном синтезе. В ИПМ им. М.В. Келдыша [] исследована неустойчивость Релей-Тейлора, возникающая при обжатии термоядерных мишеней. В работе [] дан анализ экспериментальных и теоретических работ зарубежных и отечественных лабораторий в этой области. В частности, представлены результаты натурных и вычислительных экспериментов по изучению роста неустойчивостей в плоской и цилиндрической геометриях при действии лазерного или рентгеновского излучения на образцы. Эти данные связывают характеристики развивающихся возмущений с отклонениями от симметрии в начальных условиях, внесенными неоднородностями облучения или технологией изготовления мишеней. Стоит также отметить обзор теоретических работ по ИТС, проведенных в РФЯЦ-ВНИИТФ, где представлены результаты расчетов мишеней для ИТС, проведенных по одномерной программе ЭРА и комплексу двумерных программам ТИГР-ОМЕГА-ЗТ. Расчетно подтверждена возможность достижения коэффициентов усиления по энергии около 0 при быстром инициировании мишеней с помощью лазеров с энергией менее 0 кДж и длительностью импульса - псек. В работах []-[] были рассмотрены движения оболочечных слоистых систем при мгновенном энерговложении во внешние слои. Были построены последовательности асимптотик, описывающие основные закономерности движения систем при схождении к центру.