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《中国工程物理研究院北京研究生部》 2002年
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Z-Pinch磁流体力学方程组的数值模拟方法

刘全  
【摘要】: 本论文的主要工作是研究金属丝等离子体形成过程的数值模拟方法,我们采用物理过程分裂的方法,给出了数值模拟的总体方案,并对每一分裂的物理过程的数值方法进行了详细的研究。我们求出了柱对称理想磁流体力学方程组在守恒形式和非守恒形式下的特征值和特征向量,以及守恒形式下的Roe矩阵,它们是构造高分辨格式的基础。利用计算出的Roe矩阵,我们构造了柱对称情形下理想磁流体力学方程组的WENO格式,并得到正确的数值结果。同时,我们详细研究了两类扩散方程的差分格式,讨论了处理各类边界条件的方法,以及处理非线性扩散的方法。提出了用隐式求解磁场扩散方程时得到对称对角阵的方法,并且进行了较多的数值模拟。数值模拟表明当柱中心使用Dirichlet边界条件时,磁场出现趋肤;而使用Robin边界条件时,磁场向柱中心聚集的数值结果。在论文的后一部分,我们计算了一个简单化的模型。数值结果表明磁场的扩散引起流体的运动,进而影响初始界面的位置,使界面扩散。同时本论文还进行了一部分基础性的工作,内容主要涉及非直角坐标系的流体力学的差分格式。我们讨论了Riemann问题近似解的一个有效方法,并结合PPM格式进行了较多的数值模拟,计算了单点起爆和双点起爆问题。同时我们还讨论了FCT格式,它也可用于非直角坐标系,并有一定的实用价值。在这一部分中,我们还讨论了中心格式和SAMR技术。中心格式可应用到难于特征分解的双曲方程组,SAMR技术是在现有差分格式基础上进一步改进数值模拟结果的有效技术。
【学位授予单位】:中国工程物理研究院北京研究生部
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:O361.3

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 杨忠祥;利用双频GPS观测值分析高原(昆明)地区电离层TEC周日变化特性[D];昆明理工大学;2008年
【同被引文献】
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