ICF中电子/离子输运的PIC-FLUID混合模拟方法研究

项目名称： ICF中电子/离子输运的PIC-FLUID混合模拟方法研究

项目编号： No.11275269

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 徐涵

作者单位： 中国人民解放军国防科学技术大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 高能电子/离子在低温高密度的靶心区的输运过程模拟，对ICF中激光和聚变靶等的参数设计具有重要意义，但国内目前仍然缺乏有效的数值模拟方法和程序。本项目拟采用PIC-FLUID混合模拟的方法，弱碰撞的高能的电子/离子用PIC方法描述，强碰撞的背景高密度冷等离子体采用Eular双流体碰撞模型描述，两者通过Maxwell方程组耦合。为了增大时间步长和降低数值噪声，这一耦合方程系统拟采用直接隐式方法求解。本项目拟设计隐式PIC-FLUID混合算法，发展相应计算程序，并对高能电子或离子在低温高密度靶区的输运过程进行初步的计算机模拟。

中文关键词： 粒子模拟；混合模拟；高能电子输运；双流体模型；

英文摘要： Simulation of the energetic electron and ion transport processes in cold dense background plasmas are crucial to ICF study and can make important contributions to laser light and target designment. This simulation tool is not available now. This project proposes a PIC-FLUID simulation hybrid method, in which the weakly collisional energetic electron and ion are treated as particles solved by PIC method, while the strong collisional cold dense background plasmas are treated as dual hydrodynamics plus an extra Coulomb collision model solved by CFD method. The partile and fluid are coulped by Maxwell's equation. The electromagnetic field is computed implictly to allow a biger space intervals, a larger time steps, and also an better numeric instability. The project study the numeric algorthms of above equations and develop the cooresponding program. The energetic electron and ion transport processes in cold intense plasma are carried using this code for program testsing.

英文关键词： Particle-in-cell method；hybrid method；energetic electron transportation；two-fluids model；