A one-dimensional (1D) mixing model, incorporating the effects of laser ablation and initial perturbations, is developed to study the influence of ablative Rayleigh–Taylor instability on compression dynamics. The length of the mixing region is determined with the buoyancy-drag model (2024 arXiv:2411.12392v2). The mixing effect on laser ablation is mainly described with an additional heat source which depends on turbulent kinetic energy and initial perturbation level through a free multiplier. The model is integrated into a 1D radiation hydrodynamics code and validated against two-dimensional planar simulations. The relative errors of the model for quantifying compression remain below 10%. The further application of our model to spherical implosion simulations reveals that the model can give reasonable predictions of implosion degradation due to mixing, such as lowered shell compression, reduced stagnation pressure, and decreased areal density, etc. It is found that the time interval between the convergence of the main shock and stagnation may offer an estimate of mixing level in single-shot experiments.
レーザーアブレーションと初期摂動の影響を組み込んだ一次元(1D)混合モデルを開発し、アブレーティブ・レイリー–テイラー不安定性が圧縮ダイナミクスに及ぼす影響を調べた。混合領域の長さは、浮力–抗力モデル(2024 arXiv:2411.12392v2)を用いて決定される。レーザーアブレーションに対する混合効果は、主に、乱流運動エネルギーと初期摂動レベルに自由乗数を介して依存する追加の熱源として記述される。本モデルは1次元放射流体力学コードに組み込まれ、2次元平面シミュレーションに対して検証された。圧縮を定量化する際のモデルの相対誤差は10%未満に留まる。本モデルを球面爆縮シミュレーションにさらに適用したところ、混合による爆縮の劣化、例えばシェル圧縮の低下、スタグネーション圧力の減少、面密度の低下などを合理的に予測できることが明らかになった。主衝撃波の収束とスタグネーションの間の時間間隔が、単発実験における混合レベルの推定手段を提供する可能性があることが見出された。