×

在三温辐射流体力学代码TRHD中,将节点中心平行辐射输运和高阶多材料单元中心流体力学方法相结合。 (英语) Zbl 1375.76136号

摘要:在三温(3T)辐射流体力学(RHD)代码TRHD中,高阶以细胞为中心的多材料流体力学(HD)和并行节点中心辐射输运(RT)方案相互结合[作者,同上190,98–119(2015;Zbl 1344.76057号)]用于模拟强热辐射或高功率激光驱动RHD。对于RT,用流行的RHD代码MULTI2D实现的节点中心灰色模型[R.拉米斯等人,同上,180,第6号,977–994(2009年;Zbl 1198.76005号)]使用。原则上,该方案可以处理光学厚度和光学厚度的材料中的RT。RT模块已使用消息传递接口(MPI)进行并行计算。目前,对于多材料HD,我们使用了一个简单而稳健的闭合模型,其中假设混合单元中所有材料的共同应变率。闭合模型被进一步推广,以允许电子和离子的不同温度。除此之外,假设电子和辐射温度处于非平衡状态。因此,需要自洽地计算电子和离子之间的热弛豫以及辐射和物质能量之间的耦合。这是通过使用节点中心实现的对称半隐式(SSI)集成方案。电子热传导是使用适用于非结构化网格的以单元为中心的单调非线性有限体积格式(NLFV)计算的。在本文中,我们描述了2D、3T、非平衡、多材料RHD代码的详细信息,该代码开发时特别关注各种以细胞为中心和以节点为中心的公式的耦合,以及一系列验证测试问题,以证明算法的准确性和性能。我们还报告了RT模块的并行性能。最后,为了演示代码实现的全部能力,我们对激光驱动冲击波在分层薄箔中的传播进行了模拟。仿真结果与RHD问题的已知解吻合良好。

MSC公司:

76米25 其他数值方法(流体力学)(MSC2010)
76X05型 电磁场中的电离气体流动;浆状流
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 米哈拉斯,D。;Weibel-Mihalas,B.,《辐射流体动力学基础》(1984),牛津大学出版社:牛津大学出版社,纽约·Zbl 0651.76005号
[2] 利弗莫尔,C.D。;Pomraning,G.C.,通量限制扩散理论,天体物理学。J.,248321-334(1981)
[3] Lowrie,R.B。;米哈拉斯,D。;Morel,J.E.,《非相对论流体速度的共模辐射传输》,J.Quant。光谱学。辐射。转移,69,3,291-304(2001)
[4] 米哈拉斯,D。;Auer,L.H.,《实验室框架辐射流体动力学》,J.Quant。光谱学。辐射。转移,71,1,61-97(2001)
[5] Drake,R.P.,《高能密度物理学》(2006年),《施普林格-弗拉格:柏林施普林格》
[6] John I.Castor,《辐射流体动力学》(2004),剑桥大学出版社
[7] 斯通,J.M。;Norman,M.L.,ZEUS-2D:两个空间维度中天体物理流的辐射磁流体动力学代码。I-流体动力学算法和测试,天体物理学。补充期刊。,80, 753-790 (1992)
[8] 斯通,J.M。;米哈拉斯,D。;Norman,M.L.,ZEUS-2D:两个空间维度中天体物理流的辐射磁流体动力学代码。III-辐射流体动力学算法和测试,天体物理学。补充期刊。,80, 819-845 (1992)
[9] 海耶斯,J.C。;Norman,M.L.,《超越通量限制扩散:多维辐射流体动力学的并行算法》,天体物理学。补充期刊。,147, 1, 197-220 (2003)
[10] 医学博士Sekora。;Stone,J.M.,辐射流体动力学的混合Godunov方法,J.Compute。物理。,229, 19, 6819-6852 (2010) ·Zbl 1426.76421号
[11] 商业银行。;Teyssier,R。;审计,E。;Hennebelle,P。;Chabrier,G.,《自适应网格细化的辐射流体动力学及其在星前堆芯坍塌中的应用》,Astron。天体物理学。,529,A35(2011)
[12] Gittings,M。;韦弗,R。;克洛弗,M。;Betlach,T。;拜恩,N。;焦化,R。;Dendy,E。;Hueckstaedt,R。;新,K。;Oakes,W.R。;Ranta,D。;Stefan,R.,RAGE辐射流体动力学代码,计算。科学。发现。,1,第015005条pp.(2008)
[13] 范德霍斯特,B。;托斯,G。;索科洛夫,I.V。;鲍威尔,K.G。;霍洛韦,J.P。;Myra,E.S。;斯托特,Q。;亚当斯,M.L。;莫雷尔,J.E。;卡尔尼,S。;Fryxell,B。;Drake,R.P.,CRASH:辐射激波流体动力学的块自适应网格代码——实现和验证,天体物理学。补充期刊。,194, 23 (2011)
[14] Fryxell,B。;Olson,K。;Ricker,P。;蒂姆斯,F.X。;Zingale,M。;兰姆·D·Q。;MacNeice,P。;罗斯纳,R。;特鲁兰,J.W。;Tufo,H.,FLASH:用于模拟天体物理热核闪光的自适应网格流体动力学代码,Astrophys。补充期刊。,131, 1, 273-334 (2000)
[15] Larsen,J.T。;lane,S.M.,HYADES-稠密等离子体研究的等离子体流体动力学规范,J.Quant。光谱学。辐射。转让,51179(1994)
[16] Marinak,M.M.,《国家点火设施目标的三维HYDRA模拟》,Phys。等离子体,82275(2001)
[17] Barton,R.T.,《多材料二维任意Lagrangian-Eulerian网格计算机程序的开发》(Centrella,J.M.;LeBlanc,J.M;Bowers,R.L.,《数值天体物理学》(1985),Jones&Bartlett出版社:Jones&Battlett出版社波士顿),482
[18] 西乔伊,C.D。;Chaturvedi,S.,TRHD:在非结构化网格上使用以细胞为中心的单调有限体积格式进行隐式非平衡辐射输运的三温辐射流体动力学代码,计算。物理学。Comm.,190,98-119(2015)·Zbl 1344.76057号
[19] 南卡罗来纳州怀特豪斯。;Bate,M.R.,《通量限制扩散近似中辐射传递的光滑粒子流体力学》,Mon。不是。R.阿斯顿。Soc.,353,1078-1094(2004)
[20] 南卡罗来纳州怀特豪斯。;贝特,M.R。;Monaghan,J.J.,《通量限制扩散近似中辐射传递平滑粒子流体动力学的快速算法》,Mon。不是。R.阿斯顿。《社会学杂志》,3641367-1377(2005)
[21] 奥克斯利,S。;Woolfson,M.M.,《具有辐射传输的平滑粒子流体动力学》,周一。不是。R.阿斯顿。Soc.,343900-912(2003)
[22] 阿勒泰,G。;克罗夫特,R.A.C。;Pelupessy,I.,SPHRAY:用于辐射传输的平滑粒子流体动力学射线跟踪器,周一。不是。R.阿斯顿。Soc.,3861931-1946(2008)
[23] 拉米斯,R。;Schmalz,R。;Meyer ter Vehn,J.,MULTI一维多群辐射流体动力学的计算机代码,计算机。物理学。Comm.,49,475(1988)
[24] 拉米斯,R。;Meyer-ter-Vehn,J。;Ramirez,J.,MULTI2D-A二维辐射流体力学计算机代码,计算。物理学。Comm.,180,977(2009)·Zbl 1198.76005号
[25] 拉米斯,R。;艾德曼,K。;Meyer ter Vehn,J.等人。;Huller,S.,MULTI-fs-飞秒激光与等离子体相互作用的计算机代码,计算。物理学。Comm.,183,637(2012)
[26] Iliev,I.T.,宇宙辐射传输比较项目-II。辐射水动力试验,周一。不是。R.阿斯顿。Soc.,400,1283(2009年)
[27] Maire,P.H。;Nkonga,B.,《以单元为中心的离散拉格朗日流体力学的多尺度Godunov型方法》,J.Compute。物理。,228, 799-821 (2009) ·Zbl 1156.76039号
[28] Carre,G。;德尔·皮诺,S。;Despres,B。;Labourasse,E.,基于任意维一般非结构网格的以单元为中心的拉格朗日流体动力学格式,J.Compute。物理。,228, 5160-5183 (2009) ·Zbl 1168.76029号
[29] Maire,P.H.,非结构网格上二维可压缩流体流动的高阶以单元为中心的拉格朗日格式,J.Compute。物理。,228, 2391-2425 (2009) ·Zbl 1156.76434号
[30] Maire,P.H.,二维圆柱几何中可压缩流体流动的高阶以单元为中心的拉格朗日格式,J.Compute。物理。,228, 6882-6915 (2009) ·Zbl 1261.76021号
[31] Minerbo,G.N.,《最大熵爱丁顿因子》,J.Quant。光谱学。辐射。转让,20,6541-545(1978)
[33] Maire,P.H。;Abgrall,R。;布雷尔,J。;Ovadia,J.,《二维可压缩流动问题的以单元为中心的拉格朗日格式》,SIAM J.Sci。计算。,29, 4, 1781-1824 (2007) ·Zbl 1251.76028号
[34] Maire,P.H.,多边形网格上以单元为中心的拉格朗日流体力学的高阶一步子单元力离散化,计算与流体,46,341-347(2011)·Zbl 1433.76137号
[35] 加莱拉,S。;Maire,P.H。;Breil,J.,使用VOF界面重建的二维非结构化以细胞为中心的多材料ALE方案,J.Compute。物理。,229, 5755-5787 (2010) ·Zbl 1346.76105号
[36] 加莱拉,S。;布雷尔,J。;Maire,P.H.,使用MOF界面重建、计算和流体,46,237-244(2011)·Zbl 1432.76215号
[37] 布雷尔,J。;加莱拉,S。;Maire,P.H.,惯性约束聚变代码CHIC中的多材料ALE计算,Comput&流体,46161-167(2011)·Zbl 1433.76190号
[38] 布雷尔,J。;加莱拉,S。;Maire,P.H.,以多材料细胞为中心的ALE方案中的二维VOF界面重建,国际。J.数字。《液体方法》,65,1351-1364(2010)·Zbl 1456.76100号
[39] 西乔伊,C.D。;Chaturvedi,S.,《涉及大材料变形的弹塑性冲击和穿透问题的欧拉多材料方案》,《欧洲力学杂志》。B流体,53,85-100(2015)·Zbl 1408.76443号
[40] Donea,J。;A.韦尔塔。;Ponthot,J.Ph.,《任意拉格朗日-欧拉方法》(计算力学百科全书,计算力学百科,基础,第1卷(2004),John Wiley and Sons),(第14章)
[41] Ben-Artzi,M。;Falcovitz,J.,《计算流体动力学中的广义黎曼问题》(2003),剑桥大学出版社·兹比尔1017.76001
[42] Barth,T.J.,(结构化和非结构化网格守恒定律的数值方法,技术代表。结构化和非结构化网格守恒定律的数值方法,技术代表,VKI系列讲座(2003))
[43] Maire,P.H.,对惯性约束聚变数值模拟的贡献(2011),波尔多大学(博士论文)
[44] Benson,D.J.,《拉格朗日和欧拉水文代码中的计算方法》,《计算》。方法应用。机械。工程,99,235-394(1992)·Zbl 0763.73052号
[45] Miller,G.H。;Puckett,E.G.,多凝聚相的高阶Godunov方法,J.Compute。物理。,128, 134-164 (1996) ·Zbl 0861.65117号
[46] Benson,D.J.,多材料欧拉公式中接触的混合理论,计算。方法应用。机械。工程,140,59-86(1997)·Zbl 0892.73048号
[47] Shashkov,M.,任意拉格朗日-尤利安水文代码中多材料单元的闭合模型,国际。J.数字。《液体方法》,561497-1504(2008)·Zbl 1151.76026号
[49] 弗朗索瓦,M.M。;沙什科夫,M.J。;马瑟,T.O。;Dendy,E.D.,多材料拉格朗日和欧拉方法与压力松弛的比较研究,计算与流体,83,126-136(2013)·Zbl 1290.76133号
[50] Yanilkin,Y.V。;Goncharov,E.A。;Kolobyanin,V.Yu。;萨奇科夫,V.V。;Kamm,J.R。;沙什科夫,M.J。;Rider,W.J.,拉格朗日流体动力学的多材料压力松弛方法,计算与流体,83,137-143(2013)·Zbl 1290.76138号
[51] 亚·泽尔多维奇。B。;于丽泽(Yu Raizer)。P.,《冲击波和高温流体动力学现象物理学》,第2卷(1967年),学术出版社:纽约学术出版社
[52] 利夫内,E。;Glassner,A.,热传导方程的有限差分格式,J.Compute。物理。,58,59-66(1985年)·Zbl 0558.65075号
[53] Noh,W.H.,使用人工粘度和人工热流密度计算强冲击的误差,J.Compute。物理。,72, 78 (1987) ·Zbl 0619.76091号
[54] 巴斯科,M.M。;Maruhn,J。;Tauschwitz,An.,《四边形网格的一种有效的以细胞为中心的扩散格式》,J.Compute。物理。,228, 2175-2193 (2009) ·Zbl 1161.65343号
[55] Reinicke,P。;Meyer-ter-Vehn,J.,热传导点爆炸,物理学。流体A,3,7,1807-1818(1991)·Zbl 0745.76071号
[56] Shestakov,A.I.,具有热传导的点爆炸的时间相关模拟,Phys。流体,11,5,1091-1095(1999)·Zbl 1147.76497号
[57] 坎普·A·J。;Meyer-ter-Vehn,J.,基于QEOS描述的热致密物质状态方程代码,Nucl。仪器。方法物理学。决议A,415,3674-676(1998年)
[58] 拉米斯,R。;Meyer-ter-Vehn,J.,MULTI2D-A二维辐射流体动力学计算机代码,报告MPQ174·Zbl 1198.76005号
[59] 西乔伊,C.D。;肖拉西亚,S。;米什拉,V。;Leshma,P。;Sakthivel,N。;查图尔维迪,S。;夏尔马,S.M。;Basu,S.,一种改进的含时非局部电子热流模型及其通过激光驱动铝箔加速实验的验证,高能密度物理学。,11, 36-44 (2014)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。