等离子体射流驱动磁惯性约束聚变(PJMIF)是一种实现可控核聚变的创新方法。这一创新的聚变概念结合了磁约束聚变(MCF)与惯性约束聚变(ICF)的优点,为实现聚变开辟了新的可能性。借助先进的模拟工具,可以帮助我们更好的理解PJMIF中包括等离子体枪的发射、等离子体射流汇聚以及磁化靶的压缩内爆等关键物理过程,为实验提供支持。
2025年5月12日,上海科技大学终极能源中心李德徽博士等在SCI期刊《等离子体科学和技术》(Plasma Science and Technology,PST)上发表题为“Development and benchmark simulations of a hybrid fluid particle-in-cell code SHYPIC”,报道了自主知识产权的动理学-流体混合等离子体模拟代码 SHYPIC 的开发应用进展。
研究人员自主开发了一款动理学-流体混合模拟代码SHYPIC。通过将动理学的PIC技术与流体模型相结合,该代码能够显著降低计算开销、提升计算效率,同时能够捕捉在PJMIF中至关重要的非麦氏分布效应。一系列验证测试,包括静态等离子体测试、色散关系模拟以及等离子体波的激发和传播模拟等,验证了该代码的准确性和可靠性。未来将采用SHYPIC代码,对PJMIF中的射流汇聚和磁化靶压缩等关键物理过程开展模拟研究。
终极能源中心的李德徽博士为该论文的第一作者和通讯作者,上海科技大学为唯一完成单位。
论文链接:https://doi.org/10.1088/2058-6272/adcdab