关于超声速致密流的实验室研究：实验设计与理论分析

我们提出了用于研究高能密度实验室实验中超声速冲击波与大量不均匀性相互作用的设计方案。这些“致密”流与分子云演化、年轻恒星喷流、行星星云以及活跃星系核等多种天体物理环境密切相关。该实验由强冲击波（由脉冲电源机或高功率激光驱动）撞击随机布置的塑料棱柱区域。我们讨论了该特定设计的目标及其如何通过特定的靶标组件选择来实现。采用自适应网格细化流体动力学代码对设计进行分析，建立预测基准。模拟结果确认了该设计在表征光滑环境与致密环境中冲击波传播差异方面的有效性。特别是，我们发现致密介质中冲击波传播速度与相同平均密度的光滑介质存在显著差异。模拟结果对内燃聚变和实验室天体物理学研究中的泡沫具有广泛的参考价值。我们的结果指出，在比较冲击波穿越时间和引力坍缩时间等关键过程的尺度时，使用不均匀天体环境的平均属性存在严重风险。