激光产生等离子体的辐射流体力学代码对比：FLASH 与 HYDRA 及验证实验结果
等离子体物理
2013-06-10 v1
摘要
激光产生等离子体有望为高能量密度物理 (HEDP) 提供基础见解并带来其他有用应用，但在使用辐射流体力学代码模拟这些等离子体的性质和膨胀时存在不确定性，这有时会阻碍上述潜力的发挥。为了克服这一问题并证实最近添加到公开可用的 FLASH 辐射流体力学代码中的 HEDP 功能的准确性，我们将 FLASH 结果与劳伦斯利弗莫尔国家实验室广泛使用的 HYDRA 代码的新结果及已发表结果进行了详细对比。我们关注两个截然不同的感兴趣问题：(1) 被 15.3 和 76.7 mJ“预脉冲”激光能量照射的铝板；(2) 被矩形激光束照射的、切有毫米长三角形沟槽的铝靶。由于后一个问题与天体物理喷流相似，Grava 等人 (Phys. Rev. E, 78, 2008) 进行了该实验，并将详细的 X 射线干涉电子数密度测量结果与 HYDRA 模拟进行了对比。因此，前一个问题提供了代码间对比的机会，而后一个问题则同时提供了代码间对比和验证的机会。尽管确定计算网格的方案截然不同，且状态方程和不透明度模型也不同，但 HYDRA 和 FLASH 代码在两个问题上均产生了极好的一致性结果，并且后者与实验数据也吻合良好。以此方式验证 FLASH 代码后，我们利用该代码进一步研究了 Grava 等人 (2008) 实验中观测到的喷流形成，并讨论了其与 NOVA 激光上 Wan 等人 (1997) 实验的关系。
引用
@article{arxiv.1306.1584,
title = {A Radiation-Hydrodynamics Code Comparison for Laser-Produced Plasmas: FLASH versus HYDRA and the Results of Validation Experiments},
author = {Chris Orban and Milad Fatenejad and Sugreev Chawla and Scott C. Wilks and Donald Q. Lamb},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.1584},
year = {2013}
}
备注
21 pages, 19 figures, submitted to HEDP