壓縮感知方法在ICF靶丸驅(qū)動(dòng)對(duì)稱(chēng)性計(jì)算中的應(yīng)用.pdf

1、在慣性約束聚變(ICF)中,靶丸驅(qū)動(dòng)對(duì)稱(chēng)性是實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的關(guān)鍵因素之一。數(shù)值模擬黑腔內(nèi)的輻射情況以計(jì)算靶丸驅(qū)動(dòng)對(duì)稱(chēng)性是慣性約束聚變理論研究的一個(gè)重要方面。能量平衡模型把黑腔分成輻射區(qū)和二次輻射區(qū)域,并認(rèn)為黑腔內(nèi)能量達(dá)到平衡狀態(tài),兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的能量處處均勻,利用黑腔內(nèi)能量的平衡關(guān)系,直接計(jì)算出兩個(gè)區(qū)域的能量大小,然后基于視角因子方法,計(jì)算靶丸各處受到黑腔內(nèi)壁的輻射值。
　　離散視角因子方法把黑腔與靶丸離散為細(xì)小面元,適用于任意形狀的模型。

2、基于離散視角因子方法的激光慣性約束聚變靶丸驅(qū)動(dòng)對(duì)稱(chēng)性計(jì)算,需計(jì)算所有黑腔對(duì)每個(gè)靶丸面元的作用,計(jì)算量十分巨大。巨大的計(jì)算量極大地制約了仿真軟件在實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用。提高計(jì)算效率,同時(shí)保證計(jì)算精度,是仿真軟件能夠推廣使用需解決的迫切問(wèn)題。
　　壓縮感知理論指出,對(duì)于稀疏信號(hào),只需按照一定的采樣方法采集待測(cè)信號(hào)少量的樣本,就能夠使用還原算法精確重構(gòu)原始信號(hào)。本文研究了壓縮感知理論,深入分析了信號(hào)精確重構(gòu)的關(guān)鍵性質(zhì)——采樣矩陣滿足

3、約束等距性條件及重構(gòu)算法等關(guān)鍵技術(shù)。論文指出了靶丸表面能量分布的球諧展開(kāi)系數(shù)的稀疏性,分析了利用壓縮感知理論提高計(jì)算效率的可行性。論文引入加權(quán)矩陣,構(gòu)造了一個(gè)滿足約束等距性條件的正交的采樣矩陣,從理論上保證了重構(gòu)的精確性。采用新方法,只需計(jì)算隨機(jī)均勻選取的靶丸表面的少量面元的輻射能量,便能精確地還原靶丸表面所有面元能量分布,并求解靶丸的各階驅(qū)動(dòng)對(duì)稱(chēng)性。
　　通過(guò)數(shù)值實(shí)驗(yàn),針對(duì)幾種典型的黑腔輻射情形進(jìn)行了計(jì)算,分析基于壓縮感知的靶丸