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发散激波-气泡相互作用中的辐射与热传输

等离子体物理 2024-03-06 v1

摘要

激波-气泡相互作用(SBI)在广泛的物理系统中都很重要。在惯性约束聚变中,激光驱动激波与烧蚀层和泡沫靶中的微空洞之间的相互作用会产生不稳定性,这是实现点火的主要障碍。在高能量密度(HED)下对这类空洞坍塌进行成像的实验受到空间和时间分辨率的限制,因此模拟成为理解这些系统的重要工具。在本研究中,我们针对xRAGE流体动力学代码中的几种辐射和热传输模型,与300 GPa激波通过期间介观尺度空洞坍塌的实验图像进行了基准测试。我们还定量检验了传输物理在SBI演化中的作用。这使我们能够理解在比实验成像帧率更短的时间尺度上的相互作用动力学。我们发现,所有检验的辐射模型都能在实验误差范围内重现经验激波速度。辐射传输通过为烧蚀区域提供额外的能量路径来降低激波压力,但这种效应很小(约为总激波压力的1%)。采用通量限制的Spitzer模型进行热传导,我们发现通量限制因子在0.03到0.10之间时与实验速度一致,表明系统完全处于Spitzer regime。更高的热传导会降低烧蚀等离子体的温度,并阻止烧蚀前沿的二次激波,导致主激波减弱。最后,我们确认了在HED regime中观察到的SBI驱动的不稳定性是由斜压驱动的,与低能量情况相同。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.02684,
  title  = {Radiation and Heat Transport in Divergent Shock-Bubble Interactions},
  author = {Kelin Kurzer-Ogul and Brian M. Haines and David S. Montgomery and Silvia Pandolfi and Joshua P. Sauppe and Andrew F. T. Leong and Daniel Hodge and Pawel M. Kozlowski and Stefano Marchesini and Eric Cunningham and Eric Galtier and Dimitri Khaghani and Hae Ja Lee and Bob Nagler and Richard L. Sandberg and Arianna E. Gleason and Hussein Aluie and Jessica K. Shang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.02684},
  year   = {2024}
}

备注

14 pages, 12 figures