高能量密度物理条件下辐射冲击波的研究

辐射冲击波是高能量密度物理条件下的一种辐射输运特性，广泛存在于天体物理，ICF激光聚变等领域。要准确求解辐射冲击波，必须求解辐射流体力学方程组。本项目将主要借助高性能计算机数值模拟以及理论分析开展对辐射冲击波研究工作。通过这些理论研究，可加深对辐射和物质相互作用过程以及强辐射场对流体力学影响的理解和认识。主要研究内容包括：把波模型应用到辐射输运方程，通过波波非线性相互作用来认识辐射冲击波；完整考虑辐射影响项并给出稳态辐射冲击波的半解析解；辐射场冲击波压缩过程中的作用和影响；多群输运建模下考察谱分布及一些特征光谱对冲击波结构的影响；二维辐射场下辐射冲击波在柱输运管中的传输以及管壁的反照率对冲击波发光度各向异性的影响。通过对高能量密度物理条件下辐射冲击波的研究，将会有助于解释天体物理以及核爆模拟中的一些物理现象，也将为高能量密度物理、激光惯性约束聚变以及国防应用研究打下坚实的基础。

本项目借助高性能计算模拟及理论分析研究了高能量密度物理条件下的辐射冲击波性质。结合研究计划及研究内容，主要的研究结果如下：输运扩散相耦合算法等研究，并应用到点火靶设计的数值模拟中；波模型在辐射输运方程中的应用来理解和认识辐射冲击波，给出了辐射冲击波的半解析解；特征谱线将会影响到冲击波波阵面的宽度以及波前的预热成都；惯性约束聚变（ICF）中，辐射冲击波会抑制流体力学不稳定性的发展等。结合本课题的工作，目前公开发表论文4篇（另有其他3篇还在审稿阶段及有待发表），参加国际国内学术会议7次等。完成了课题的研究计划和研究内容。