非理想情况下磁化球形重质气体物理爆炸的数值模拟*

林震亚,陈志华,刘 迎,洪延姬

(1.南京理工大学瞬态物理国家重点实验室,江苏 南京 210094;2.解放军装备学院激光推进及应用国家重点实验室,北京 101416)

非理想情况下磁化球形重质气体物理爆炸的数值模拟*

林震亚1,陈志华1,刘 迎1,洪延姬2

(1.南京理工大学瞬态物理国家重点实验室,江苏 南京 210094;2.解放军装备学院激光推进及应用国家重点实验室,北京 101416)

采用磁流体力学(magnetohydrodynamics,MHD)方程组对非理想情况下磁场对球形重质气体物理爆炸的作用过程进行数值模拟，同时，为了保证每一步中磁场散度为零，引入由12-solve CTU算法衍生出的CTU+CT算法。结果清晰地显示了重质气体团在磁场影响下的整个爆炸过程。在非理想情况下，爆炸过程中气体团界面产生液滴状结构，随着气体团被压缩，不稳定性现象最终得到抑制。从结果中看出，电阻和双极扩散效应会阻碍磁场对气体团的作用，同时，双极扩散效应还会增大磁压力的作用范围。

不稳定性；爆炸；MHD；双极扩散；激波

当2类不同的流体被激波加速，界面上的小扰动会线性增长，接着会形成以“尖钉”和“气泡”为特征的非线性结构。这类现象被称为Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性。这种不稳定性先由R.D.Richtmyer[1]在1960年理论预测，10年后，E.E.Meshkov[2]用实验证明了R.D.Richtmyer的预言。RM不稳定性在惯性约束聚变(inertial confinement fusion, ICF)中扮演着重要的角色，由于界面不稳定性产生的流体混合是ICF中限制能量获取的重要因素。RM不稳定性同样存在于其他很多自然以及人造现象中，如超新星爆发、爆燃及爆炸中等。此外，RM不稳定性可以诱导流场的湍流混合[3]。……