辐射 Marshak 波实验中的多群间断渐近 $P_1$ 近似

我们利用修正的 $P_1$ 近似方程研究辐射热（Marshak）波的传播。在相对光学薄的介质中，热传播是超声速的，即流体力学运动可忽略，因此可由辐射转移 Boltzmann 方程与材料能量方程耦合描述。然而，精确的辐射热转移问题仍难以求解，且需要巨大的模拟能力。因此，仍需要相对易于实现的适当近似。经典近似，如经典扩散和经典 $P_1$，在光学厚度不够高时无法描述正确的热波速度。为此，我们采用最近发展的间断渐近 $P_1$ 近似，它是针对两个不同区域调整间断渐近扩散的时变类比。该近似已通过若干基准测试，显示出优于其他常见近似的结果，并与一项主要 Marshak 波实验及其 Monte-Carlo 灰体模拟表现出良好一致。本文推导了板几何中间断渐近 $P_1$ 近似的能量展开，并用低密度泡沫内传播 Marshak 波的众多实验结果进行了检验。新近似以良好一致性描述了热波传播。此外，在如此广泛的实验条件下，将该模拟与精确的隐式 Monte-Carlo 板几何多群模拟进行比较，证明了该近似相对于其他近似的优越性。