谷建法
- 作品数：24 被引量：29H指数：4
- 供职机构：北京应用物理与计算数学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划中国工程物理研究院科学技术发展基金更多>>
- 相关领域：理学电子电信核科学技术机械工程更多>>
- 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
- 间接驱动激光聚变点火靶丸设计与评估
- 惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion,ICF)是实现可控热核聚变的一种重要方法。它是利用物质的惯性来约束处于高温高压的热核燃料,使之在短时间内实现热核燃烧,产生一定的核反应能量输出。
- 康洞国龙涛葛峰俊郑无敌王敏裴文兵朱少平叶文华高耀明吴俊峰戴振生李永升谷建法范征峰李蒙
- 关键词：激光聚变
- 靶丸支撑膜对ICF内爆性能影响的模拟研究被引量：5
- 2020年
- 使用二维多群辐射扩散流体力学程序LARED-S,模拟研究靶丸支撑膜在惯性约束聚变氘氘(DD)气体靶内爆过程中的扰动演化过程及其对内爆性能的影响.二维模拟表明:靶丸支撑膜显著降低DD气体靶内爆的中子产额,二维模拟产额为一维结果的55.2%.内爆性能下降的主要物理机制是支撑膜使靶壳生成大幅度的尖钉深入DD气体区,使烧蚀层与DD气体之间物质界面处的电子热传导漏失功率显著增大,导致DD核反应速率显著降低,中子反应速率峰值时刻(bang-time时刻)提前.相比一维理想内爆的模拟结果,支撑膜引入的扰动显著降低bang-time时刻DD气体压强与内爆动能转化为DD气体内能的效率,壳层剩余动能相应大幅增加.
- 谷建法葛峰峻戴振生邹士阳
- 关键词：惯性约束聚变
- 间接驱动点火靶内爆设计和物理研究
- 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设计参...
- 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
- 氘氘冰层贯穿性缺陷对ICF冷冻靶内爆性能的影响被引量：2
- 2022年
- 使用二维多群辐射扩散流体力学程序LARED-S,模拟研究DD冰贯穿性缺陷在方波驱动DD冷冻靶内爆过程中的演化行为及其对内爆性能的影响。模拟结果表明:DD冰层贯穿性缺陷显著降低DD冷冻靶内爆的中子产额,二维模拟产额仅为一维结果的23.8%。DD冰层贯穿性缺陷使靶丸CH(Si)的烧蚀层生成大幅度的尖钉,穿透到芯部热斑区。在中子bang-time时刻,热斑区混入了487 ng的烧蚀物质,使芯部韧致辐射漏失功率相对一维理想内爆显著升高,离子温度与DD核反应速度相应降低。同时,高密度的烧蚀层尖钉把DD热斑推离球心,显示明显的P1不对称性,而且高温热斑具有定向流动速度,降低了内爆动能转化为热斑内能的效率。
- 谷建法葛峰峻戴振生康洞国邹士阳
- 关键词：惯性约束聚变
- 非球点火靶设计来抑制主脉冲阶段驱动不对称性对内爆的影响
- 黑腔低阶模驱动不对称性是NIF点火实验性能降低的重要原因之一。为了降低主脉冲阶段P2驱动不对称性对内爆的影响，本文发展了一种新型的对称性调控策略-非球靶设计;该设计在制靶过程中使用非对称性的烧蚀层或者DT冰层。一系列的二...
- 谷建法戴振生宋鹏邹士阳叶文华郑无敌占培俊王建国朱少平
- ICF点火靶零维模型研究及一维扫描设计
- 谷建法戴振生叶文华裴文兵
- ICF点火靶设计中烧蚀层掺杂方式研究
- 李永升王敏谷建法邹士阳康洞国
- 关键词：掺杂
- 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
- 惯性约束聚变的中心点火判据
- 戴振生谷建法叶文华裴文兵朱少平
- 关键词：惯性约束核聚变
