慣性約束核聚變(ICF)能有可能成為未來的一種清潔的新型能源,而低溫冷凍靶則是ICF的理想靶型。為了實現(xiàn)激光慣性約束核聚變的成功點火,要求在靶丸內(nèi)形成均勻光滑的氘氚(DT)冰層,冰層的質(zhì)量主要取決于靶丸周圍的熱環(huán)境的影響。因此我們必須對靶丸周圍的溫度場分布進行嚴格的控制。本文以美國國家點火裝置(NIF)的點火靶為原型,利用計算機流體分析軟件Fluent,對影響靶丸溫度場均勻性的相關(guān)因素,以及溫度控制的相關(guān)問題進行了研究。首先對溫度傳感器的結(jié)構(gòu)、布局以及材料對冷凍靶溫度場的影響情況進行了研究,結(jié)果表明,雖然溫度傳感器對冷凍靶溫度場有一定的影響,但是由于其既不是熱源也不是冷源,且與靶丸之間沒有直接傳熱關(guān)系,所以溫度傳感器對冷凍靶溫度場的影響可以忽略不計。其次根據(jù)對冷凍靶柱腔結(jié)構(gòu)的分析,研究了加熱器的結(jié)構(gòu)和布局對冷凍靶溫度場的影響情況,數(shù)值模擬的結(jié)果表明,添加外部輔助加熱時,改善了柱腔腔體由于幾何結(jié)構(gòu)造成的靶丸周圍溫度場的非球星對稱,可以有效的提高冷凍靶溫度場的均勻性,降低靶丸表面的最大溫差;通過在腔體外上、下分別添加600W/m2、700W/m2的熱流密度時,此時腔體內(nèi)的氣體流速最小為0.... 

【文章來源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1. 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 核聚變能
        1.2.1 核聚變反應(yīng)的原理
        1.2.2 受控核聚變的主要研究途徑
    1.3 ICF點火靶研究進展
    1.4 點火靶的設(shè)計
        1.4.1 冷凍靶類型
        1.4.2 冷凍靶設(shè)計
        1.4.3 冷凍靶的制備方法
    1.5 冷凍靶制備的困難
    1.6 本文的研究工作
2. 模型與數(shù)值模擬方法
    2.1 物理模型
        2.1.1 NIF間接驅(qū)動靶構(gòu)造
        2.1.2 模型中物理參數(shù)設(shè)計
    2.2 傳熱理論
        2.2.1 熱傳導(dǎo)
        2.2.2 對流
        2.2.3 輻射傳熱
        2.2.4 接觸熱阻
    2.3 Fluent的數(shù)值計算
        2.3.1 數(shù)值傳熱學(xué)的基本思路
    2.4 本章小結(jié)
3. 溫度傳感器對冷凍靶溫度場的影響規(guī)律
    3.1 引言
    3.2 計算模型
    3.3 模擬與分析
        3.3.1 傳感器結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.2 傳感器布局的影響
        3.3.3 傳感器材料的影響
    3.4 本章小結(jié)
4. 加熱器對冷凍靶溫度場的影響規(guī)律
    4.1 引言
    4.2 計算模型
    4.3 模擬與分析
        4.3.1 對稱分布加熱器功率的影響
        4.3.2 非對稱分布加熱器功率的影響
        4.3.3 加熱器對腔內(nèi)對流的影響
    4.4 本章小結(jié)
5. 超低溫冷鏈系統(tǒng)的溫度場分布及關(guān)鍵位置熱阻的影響規(guī)律
    5.1 引言
    5.2 計算模型
    5.3 模擬與分析
        5.3.1 冷鏈的溫度場分布
        5.3.2 接觸熱阻對冷凍靶前后溫差的影響
    5.4 本章小結(jié)
6. 冰層對冷凍靶溫度場的影響
    6.1 引言
    6.2 計算模型
    6.3 模擬與分析
        6.3.1 均勻冰層的影響規(guī)律
        6.3.2 非均勻冰層的影響規(guī)律
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]冷凍靶制備中輔助加熱的理論和數(shù)值分析[J]. 楊曉虎,徐涵,田成林,銀燕,卓紅斌.  強激光與粒子束. 2008(08)
[3]法國慣性約束聚變計劃概述[J]. 葉青.  激光與光電子學(xué)進展. 2000(07)
[4]ICF低溫冷凍靶制備技術(shù)進展[J]. 唐永建,蔣偉陽.  強激光與粒子束. 1998(01)
[5]取之不盡用之不竭的理想能源——激光慣性約束核聚變[J]. 王淦昌.  現(xiàn)代物理知識. 1996(S1)
[6]激光慣性約束核聚變的新進展[J]. 王淦昌,王乃彥.  大自然探索. 1990(02)



本文編號：2911125