使用动力学粒子代码进行二维内爆模拟

我们使用蒙特卡罗动力学粒子代码进行二维（2D）内爆模拟。本文的动机源于惯性约束聚变（ICF）靶丸内爆中非平衡效应的重要性。这些效应无法被流体动力学模拟完全捕捉，而动力学方法，如本研究中所展示的，能够在一个方法内同时描述连续介质和稀薄气体区域。过去，我们的代码已通过传统的激波和流体不稳定性模拟得到验证。在当前工作中，我们专注于更接近ICF应用的设置。我们使用一种粒子物种进行简单的二维圆盘内爆模拟。所得结果与使用流体动力学代码RAGE进行的模拟进行了比较。在第一项研究中，内爆由圆盘外层的能量沉积驱动。我们测试了粒子平均自由程的影响，发现虽然内爆激波的宽度会增宽，但其随时间变化的位置仍然非常相似。在第二项研究中，我们专注于由诱导扰动引起的流体不稳定性的形成。我们发现，在激波位置、内爆动力学以及所施加流体不稳定性的形成方面，与流体动力学研究结果吻合良好。差异源于RAGE的更高分辨率以及动力学模拟中的统计噪声。当前研究代表了原理验证，并为未来更复杂的ICF模拟奠定了基础。