高密度等离子体喷流高速对撞的二维辐射流体模拟研究

作者：杨孟奇; 吴福源^*; 陈致博; 张翼翔; 陈一; 张晋川; 陈致真; 方志凡; Rafael Ramis; 张杰^*

来源：Acta Physica Sinica, 2022, 71(22): 198-206.

• 等离子体喷流
• 机器学习
• 流体定标律
• 双锥对撞点火

等离子体喷流对撞是天体物理和激光等离子体物理中常见的流体力学现象.构建对撞等离子体状态和喷流初始条件的流体定标关系,对于相关实验的物理设计和数据分析具有重要意义.本文采用最新升级的二维自由拉格朗日辐射流体模拟程序MULTI-2D,研究了高速(≥100 km/s)、高密度(≥10 g/cm3)条件下的喷流对撞过程.基于不同条件下等离子体喷流高速对撞过程的模拟数据,通过机器学习中的贝叶斯推断方法构建了描述等离子体喷流对撞过程的流体定标规律.研究结果表明:锥形等离子体喷流对撞易于形成等容分布的高密度等离子体;提高喷流的初始密度和速度,有利于提高对撞等离子体的密度和温度;提高喷流的初始温度,有利于提高对撞后的温度,但会降低对撞后的等离子体密度.当等离子体喷流的初始密度、温度和速度分别设定为15 g/cm3, 30 eV和300 km/s时,对撞后的等离子体密度可以达到300 g/cm3以上,这对于双锥对撞点火方案中的快电子加热过程非常重要.

• 单位
  航天学院; 上海交通大学