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第一章 激光在等离子体中的传播1

§1 引言1

§2 高频波在等离子体中的传播方程3

§3 几何光学近似和WKB方法8

§3．1 几何光学近似8

§3．2 激光传播的正则方程和光路追踪方法12

§3．3 WKB方法15

§4 激光传播方程的精确解20

§5．1 线性逆轫致吸收23

§5 逆轫致吸收23

§5．2 非线性逆轫致吸收30

§5．3 轫致过程的量子统计研究30

§6 激光的共振吸收35

第二章 等离子体中的有质动力及某些有关的物理现象46

§1 有质动力46

§2 有质动力势及其对粒子分布函数的影响49

§3 激光自洽传播方程和一维平衡51

§4 成丝问题54

§5 захапров方程和Langmuir波孤立子58

§6 有质动力对宏观流体力学运动的影响65

§1 引言71

第三章 等离子体粒子模拟方法71

§2 粒子模拟方法概述73

§2．1 粒子模拟的基本概念73

§2．2 有限大小粒子模型75

§3 粒子云网格(Cloud-in-Cell)法方程78

§3．1 Maxwell方程78

§3．2 粒子运动方程80

§3．3 粒子云方程81

§4 数值解法和快速富利叶变换(Fast Fourier Transform)83

§4．1 麦克斯韦场方程差分格式83

§4．2 粒子运动方程的差分87

§4．3 快速富利叶解法及稳定性92

§4．4 多时标粒子模拟方法94

§5 噪声抑制和静止开始技术98

§5．1 粒子模拟中的噪声98

§5．2 噪声开始100

§5．3 静止开始技术101

§6 多束流失真和相空间周期性光滑化107

§6．1 非物理多束流不稳定性107

§6．2 相空间周期性光滑化109

§7 自力113

§8 弱碰撞效应的模拟117

§8．1 碰撞模型117

§8．2 数值计算118

§8．3 考虑弱碰撞效应的一些物理问题的粒子模拟120

第四章 激光等离子体相互作用和粒子模拟124

§1 反常吸收机制124

§1．1 什么是反常吸收124

§1．2 反常吸收的主要机制126

§2 离子声湍流130

§3 参量不稳定性134

§3．1 参量不稳定性的一维静电模型135

§3．2 参量不稳定性的粒子模拟138

§3．3 饱和机制分析和非线性加热率140

§4．1 受激Raman散射(SRS)143

§4 激光等离子体的受激散射143

§4．2 受激Brillouin散射(SBS)153

§5 双等离子体衰变不稳定性和(3/2)ωL谐波157

§5．1 双等离子体衰变不稳定性理论描述157

§5．2 (3/2)ωL谐波产生机制161

§6 成丝(finamentation)效应166

§7 双流不稳定性171

§7．1 双流不稳定性机理171

§7．2 双流不稳定性粒子模拟171

§8 激光辐照的去相干技术和对产生超热电子过程的抑制174

§8．1 激光辐照的均匀性和去相干技术174

§8．2 诱导空间非相干技术对Raman散射的影响179

第五章 电子热传导和激光驱动的冲击波185

§1 引言185

§2 电子的经典热传导185

§2．1 电子的经典热传导率185

§2．2 电子的经典传热距离估计187

§3 电子传热的抑制现象及限流处理187

§3．1 电子传热的抑制现象187

§3．2 阻热因素分析188

§3．3 限流处理190

§4．1 临界面运动状态和烧蚀区的增压191

§4 烧蚀压定标定律191

§4．2 解析模型194

§5 激光驱动的冲击波在介质中的传播200

§6 激光——高压状态方程应用204

§6．1 激光高压状态方程实验精度分析205

§6．2 激光高压状态方程实验靶设计要求207

第六章 超热电子输运及预热效应210

§1 相对论形式的Boltzmann方程及Fokker-Planck碰撞项210

§1．1 超热电子慢化机制210

§1．2 相对论形式的Boltzmann方程211

§1．3 碰撞项的推导211

§2．1 超热电子多群限流扩散方程219

§2 求解超热电子输运的多群限流扩散方法219

§2．2 热电子扩散方程225

§2．3 自洽电场的确定226

§3 超热电子输运及预热效应的数值模拟实例226

§4 超热电子能量沉积的简化模型228

§4．1 超热电子的射程228

§4．2 能量沉积的简化模型231

第七章 激光等离子体产生的X光辐射234

§1 引言234

§2 激光靶耦合主要物理过程的弛豫时间235

§2．1 带电粒子间库伦碰撞的弛豫时间235

§2．2 辐射与物质相互作用的弛豫时间239

§3 研究激光X光转换的基本物理假定243

§4 平均原子模型244

§5 平均原子模型离化势的改进公式246

§6 束缚电子占据概率Pn方程组的建立248

§7 X光的发射速率与吸收系数260

§8 谱线形状与加宽效应265

§9 适用于等离子体的若干简化原子模型270

§10 数值模拟激光X光转换的物理方程组284

§11 计算激光X光转换效率的解析模型289

第八章 非平衡弛豫过程中的刚性问题303

§1．1 刚性问题的提法304

§1 刚性问题和Gear方法304

§1．2 Gear方法308

§2 解束缚电子占据概率方程组的数值方法313

§2．1 束缚电子占据概率方程组313

§2．2 多时标微扰论分析方法315

§2．3 零级量的计算318

§2．4 一级量的计算322

§2．5 数值模拟与分析324

§3 三温方程中的刚性问题327

§1 引言335

第九章 辐射输运方程及其解法335

§2 粒子的平衡分布336

§2．1 电子的平衡分布及平衡布居的求解337

§2．2 光子的平衡分布342

§3 辐射输运方程346

§3．1 辐射输运方程的建立347

§3．2 相对论辐射输运方程——流体运动对辐射输运方程的影响350

§4 无限空间内的辐射输运361

§4．1 PN方法365

§4．2 一维(径向)扩散方程367

§4．3 Y_1~1近似，二维扩散方程369

§5．1 光子的散射过程，Fokker-Planck方程374

§5 多群方法、辐射与物质的耦合374

§5．2 一般的多群方法，辐射与物质的能量交换378

§5．3 多频率——灰色方法381

§5．4 多带方法384

§5．5 平衡辐射场的能量(温度)扩散方程388

第十章 激光聚变内爆动力学物理392

§1 热核反应物理基础392

§1．1 库伦势垒392

§1．2 热核反应394

§1．3 热核反应速率395

§1．4 核聚变反应397

§1．5 次级带电粒子的能量398

§1．6 热核反应截面399

§2 激光聚变的一般物理要求403

§2．1 惯性约束聚变的点火条件403

§2．2 球形内爆和中心点火407

§2．3 等熵压缩411

§2．4 对称性要求413

§2．5 流体力学不稳定性414

§2．6 燃料的预热问题416

§3 实现激光聚变的两种方式416

§3．1 直接驱动方式416

§3．2 辐射驱动内爆动力学426

第十一章 流体力学和超热电子输运问题的数值方法438

§1 概述438

§2 一维三温流体力学方程组440

§2．1 质量、动量守恒方程与Lagrange变换440

§2．2 一维三温方程442

§2．3 定解条件443

§3 一维三温流体力学方程组差分格式444

§3．1 差分格式444

§3．2 截断误差与解法447

§4．1 人为粘性450

§4 人为粘性及差分格式的稳定性条件450

§4．2 差分格式的稳定性451

§5 一维磁流体力学问题455

§5．1 基本方程与定解条件456

§5．2 差分格式458

§5．3 能流的数值计算公式459

§6 二维问题462

§6．1 二维问题研究概况462

§6．2 反扩散法与FCT463

§7 超热电子输运问题466

§7．1 基本方程466

§7．2 数值方法467