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《中国工程物理研究院》 2003年
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ICF中流体不稳定性的数值模拟研究与Hamilton-Jacobi方程的运动网格方法

葛全文  
【摘要】:Hamilton-Jacobi(简称H-J)方程出现于最优控制、计算流体力学、计算机图形图像、微分几何、晶体生长、网格生成等许多领域。近年来,越来越多的数学家关注和研究H-J方程数学理论与数值模拟,并取得了一系列重要成果。一般来说,H-J的解析解是难以求出的,并且其弱解不唯一,解的导数会出现间断,这些特点给方程的数值模拟带来不少困难。本文第一部分研究H-J方程的基于水平集方法的自适应运动网格数值方法,研究此方法对尖点(解出现奇性的地方)的分辨能力等问题。 在惯性约束聚变(ICF)研究中,流体不稳定性是一个十分重要的问题,它的存在会直接影响ICF内爆压缩和点火燃烧。为了提高内爆效率,节省点火所要求的激光器驱动能量,ICF通常使用大收缩比和高形状因子的聚变靶丸。初始外表面或激光非均匀性引起的扰动,经瑞利—泰勒(RT)不稳定性的指数放大耦合到内表面,在减速阶段内表面扰动进一步发展,从而对聚变点火和燃烧带来不利因素。当烧蚀阶段RT增长严重时,热的气泡穿透烧蚀壳,进入并加热DT燃料,进而影响DT燃料的高压缩,影响聚变点火。在ICF流体不稳定性的研究中,数值模拟是重要的研究手段。本文第二部分研究ICF流体不稳定性的数值模拟。 本文共分三章。第一章为绪言,简要介绍H-J方程数学理论与数值方法的研究状况与ICF中流体不稳定性数值模拟的研究进展,以及本文研究的问题和结论。第二章讨论结构网格上用基于水平集方法的自适应运动网格方法解二维H-J方程。该方法的特点是:网格自动局部调整疏密跟踪间断的移动,只需增加少量计算量,即可提高计算精度和对间断的分辨能力。数值例子表明此方法计算H-J方程解的“极值”和“尖点”的有效性和精确性。第三章用水平集方法和三阶本质无振荡(ENO)方法对ICF中二维多介质激光烧蚀驱动内界面不稳定性进行数值模拟研究,改进了一些相关的数值模拟结果。
【学位授予单位】:中国工程物理研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:O302

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【参考文献】
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1 蔚喜军,符鸿源;双曲守恒律的Taylor-Galerkin有限元方法[J];计算物理;2000年06期
2 李祥贵,蔚喜军,陈光南;解Hamilton-Jacobi方程的不连续有限元方法[J];计算物理;2001年06期
3 王志峰,刘儒勋;波前追踪(Front Tracing)方法[J];力学与实践;2000年03期
4 叶文华,张维岩,陈光南,贺贤土;激光烧蚀瑞利-泰勒不稳定性数值研究[J];强激光与粒子束;1999年05期
5 叶文华,张维岩,陈光南;激光烧蚀瑞利-泰勒不稳定性模拟[J];强激光与粒子束;1998年03期
6 李荫藩,宋松和;一种简化的三阶精度加权ENO格式[J];数值计算与计算机应用;1998年02期
7 李祥贵,陈光南,蔚喜军;求解Hamilton-Jacobi方程的有限元方法[J];应用数学学报;2002年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 涂侯杰,恽寿榕,赵衡阳;破爆型串联战斗部第一级爆炸对第二级影响的研究[J];兵工学报;1994年03期
2 姜剑生,杭义洪,冯其京;非对称射流形成研究[J];兵工学报;2004年03期
3 李雪梅;金孝刚;李大红;郑君;;内聚爆轰加载下金属圆管的自由面速度测量初探[J];兵工学报;2007年10期
4 沈钦灿;陶钢;;极超音速成型装药射流头部激波作用下的真实气体效应分析[J];兵工学报;2009年05期
5 陈龙伟;张华;汪旭光;;水中多物质爆炸场的三维数值模拟[J];兵工学报;2009年S2期
6 曹德青,恽寿榕,丁刚毅,金乾坤;用ALE方法实现射流侵彻靶板的三维数值模拟[J];北京理工大学学报;2000年02期
7 张志江;徐更光;史锐;;基于Level-Set的多介质流体动力学数值分析[J];北京理工大学学报;2007年11期
8 黄静;张庆明;;滑移爆轰作用下药型罩的变形分析[J];北京理工大学学报;2009年04期
9 张华;陈龙伟;汪旭光;杨军;;基于有限差分方法的水中爆炸三维数值模拟[J];北京理工大学学报;2010年08期
10 张星,孙锦山;计算发散爆轰波传播的DSD方法[J];爆炸与冲击;1997年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张宝平;陈利;刘骞;张庆明;;滑移爆轰驱动下板折转运动的试验测定与计算分析[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
2 姜剑生;李维新;韩冰;;柱形装药爆轰驱动飞板的有效装药及速度估算[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
3 高云亮;姜宗林;;马赫杆突出消失准则的建立[A];第十三届全国激波与激波管学术会议论文集[C];2008年
4 沈钦灿;陶钢;;极超音速强激波作用下真实气体效应分析[A];第十三届全国激波与激波管学术会议论文集[C];2008年
5 夏恒新;李磊;;充液系统腔内复杂流动与耦合动力学研究[A];动力学与控制及航天应用[C];2008年
6 李磊;董玉才;任业军;任晓冰;;液体爆炸分散过程中界面破碎的实验研究[A];动力学与控制及航天应用[C];2008年
7 陈龙伟;张华;汪旭光;;水中多物质爆炸场的三维数值模拟[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
8 冯其京;姚雯;;激波作用下气泡变形的数值模拟方法研究[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集(下册)[C];2010年
9 黄西成;朱建士;陈裕泽;;内爆加载下圆筒的应力状态与破坏模式[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
10 陈振兴;陈龙伟;;基于流体动力学的杆与半无限靶板斜侵彻的数值模拟[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
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1 陈艺冰;多介质流体力学计算的GKS方法研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 孙顺凯;流体力学方程与扩散方程有限点方法的若干研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 黄西成;内爆与外爆加载下壳体的力学状态及破坏模式分析[D];中国工程物理研究院;2010年
4 张华;冲击荷载作用下岩石动态损伤特性研究[D];昆明理工大学;2009年
5 朱伟亮;基于大涡模拟的CFD入口条件及脉动风压模拟研究[D];北京交通大学;2011年
6 闫铂;反应扩散方程的格子Boltzmann方法及数值模拟[D];吉林大学;2011年
7 张建影;用于复Ginzburg-Landau方程的格子Boltzmann方法[D];吉林大学;2011年
8 刘玉锦;气体动力学燃烧模型的初值问题[D];上海大学;2011年
9 赖小明;光子在理想气体中传播时能量(T参数)随光程变化的探索研究[D];南京理工大学;2011年
10 王立锋;预热烧蚀瑞利—泰勒不稳定性射流状尖钉形成机制[D];中国矿业大学(北京);2011年
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1 任健;辐射热传导方程九点格式的研究与应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 侯鹏;基于双曲型方程RKDG法在流场及声场中的数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 朱培模;高效节能搅拌器的数值模拟及性能预测[D];昆明理工大学;2008年
4 叶丽娜;基于格子Boltzmann模型的Kuramoto-Sivashinsky方程的数值模拟研究[D];吉林大学;2011年
5 程江伟;冷喷涂工艺中气固两相射流的数值模拟研究[D];河南理工大学;2011年
6 杨春梅;连续型供应链网络问题的数值方法[D];天津财经大学;2011年
7 沈桂琴;亚、跨声速下卷弧翼弹箭气动特性研究[D];南京理工大学;2010年
8 胡立军;二维浅水波方程和欧拉方程数值激波不稳定性分析[D];中国工程物理研究院;2011年
9 齐进;欧拉方程Roe格式与高精度半拉氏方法研究[D];中国工程物理研究院;2010年
10 胡素珍;高阶有限体积WENO格式在高密度比Rayleigh-Taylor不稳定性问题中的应用[D];湘潭大学;2011年
【二级参考文献】
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1 叶文华,张维岩,陈光南,晋长秋,张钧;Rayleigh-Taylor和Richtmyer-Meshkov不稳定性的FCT方法数值模拟[J];计算物理;1998年03期
2 叶文华,张维岩,陈光南;激光烧蚀瑞利-泰勒不稳定性模拟[J];强激光与粒子束;1998年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 葛全文;用基于水平集方法的自适应运动网格变形方法解Hamilton-Jacobi方程组[J];高等学校计算数学学报;2004年04期
2 王德军,唐云,于洪川,唐泽圣;水平集方法与距离函数[J];应用数学和力学;2003年08期
3 徐军;小尺度不可压粘性气液两相流中分界面拓扑改变的水平集方法数值模拟(英文)[J];计算物理;1998年03期
4 张宪民;欧阳高飞;;水平集方法及其在柔顺机构拓扑优化中的应用(英文)[J];华南理工大学学报(自然科学版);2007年10期
5 尹景本;薛春善;;一类优化问题的求解算法(英文)[J];科学技术与工程;2008年07期
6 邱建贤,戴嘉尊;一类求解Hamilton-Jacobi方程的交错网格差分格式[J];南京航空航天大学学报;2000年05期
7 高鑫,刘来福;基于PDE模型的图像处理方法[J];数学的实践与认识;2001年02期
8 李祥贵,陈光南,蔚喜军;求解Hamilton-Jacobi方程的有限元方法[J];应用数学学报;2002年02期
9 徐军;液滴溅落的数值模拟(英文)[J];北京大学学报(自然科学版);1999年01期
10 高鑫,刘来福;基于水平集曲率的图像滤噪与增强[J];北京师范大学学报(自然科学版);2001年01期
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1 敬闰宇;孙婧;李梦龙;;使用改进的水平集方法对数据进行分类[A];中国化学会第28届学术年会第14分会场摘要集[C];2012年
2 代晓青;曾竟成;肖加余;江大志;邢素丽;;水平集方法模拟反应性树脂体系一维流动界面[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
3 张弘;戴忠玲;王友年;;基于水平集方法的刻蚀剖面演化的研究[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
4 王一波;胡仲翔;姚耀;;基于水平集的激光条纹提取方法[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(一)[C];2009年
5 王斐;赵杰煜;;基于多重网格的水平集图像分割方法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
6 方宇强;戴斌;宋金泽;单恩忠;;基于光流和水平集的运动目标分割方法研究[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第三分册)[C];2009年
7 宫欣;苑锋;;结构拓扑优化中水平集方法的改进[A];山东土木建筑学会建筑结构专业委员会2008年学术年会论文集[C];2008年
8 田昊;杨剑;李国辉;;基于变分水平集的遥感影像建筑物检测[A];第18届全国多媒体学术会议(NCMT2009)、第5届全国人机交互学术会议(CHCI2009)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2009)论文集[C];2009年
9 郑春艳;;基于光流和水平集方法的多相运动对象分割[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
10 魏颖;徐心和;贾同;赵大哲;;基于优化水平集方法的CT图像肺结节检测算法[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 葛全文;ICF中流体不稳定性的数值模拟研究与Hamilton-Jacobi方程的运动网格方法[D];中国工程物理研究院;2003年
2 刘箐;水平集方法在预混合湍流V型火焰模拟和形状复原问题上的应用[D];浙江大学;2010年
3 林颖;基于水平集方法的图像分割关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王斌;图像分割的提升水平集方法[D];西安电子科技大学;2010年
5 陆成刚;基于微分方程的若干图像分析论题研究[D];浙江大学;2003年
6 梅玉林;拓扑优化的水平集方法及其在刚性结构、柔性机构和材料设计中的应用[D];大连理工大学;2003年
7 王洪元;图像动态分析中的若干智能化方法研究[D];南京理工大学;2004年
8 贾海朋;结构与柔性机构拓扑优化[D];大连理工大学;2005年
9 朱国普;基于活动轮廓模型的图像分割[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 吴继明;基于水平集方法的主动轮廓模型理论研究及其应用[D];华南理工大学;2010年
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1 郑志成;基于Level Set方法的散乱数据曲面重建[D];大连理工大学;2005年
2 王超逸;水平集方法在连续体结构拓扑优化问题中的运用和发展[D];长安大学;2008年
3 王俊芳;基于水平集方法的瑞利噪声医学图像分割[D];青岛大学;2008年
4 严佳炜;具有间断解的计算机层析成像中的若干问题[D];复旦大学;2010年
5 徐子森;多相图像分割与基于先验形状的图像分割的变分水平集方法[D];青岛大学;2007年
6 王锦霞;用PDE的方法分割和填补图像[D];汕头大学;2006年
7 裴明;两类基于水平集方法的分割模型[D];河南大学;2008年
8 谭蓉;基于主动轮廓模型的图像分割与配准同步方法研究[D];长沙理工大学;2008年
9 张海青;基于水平集方法的高斯噪声图像的三维分割[D];青岛大学;2008年
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