磁驱动单侧飞片实验的数值模拟
发布时间：2021-09-08 19:22
磁驱动单侧飞片实验的数值模拟通常可不考虑厚的阴极的运动状态和厚度方向上烧蚀宽度的影响,采用单侧计算模型进行模拟。为了理解磁驱动单侧飞片实验可采用单侧计算模型的原因,为磁驱动单侧飞片实验的单侧计算建模提供理论依据,建立了磁驱动单侧飞片实验的双侧计算模型,并对PTS-061、PTS-064磁驱动单侧飞片实验进行了模拟分析。在PTS-061、PTS-064实验中,飞片的电流加载面的位移随着时间的增加持续增大;厚的阴极的电流加载面的位移不随时间的增加持续增大,在磁驱动实验中后期基本保持不变。PTS-061实验结束时,飞片的电流加载面的位移为4.9 mm,阴极电流加载面的位移仅为1.7 mm。PTS-064实验结束时,飞片的电流加载面的位移为4.1 mm,阴极电流加载面的位移仅为0.9 mm。磁驱动单侧飞片实验能采用单侧计算模型模拟的原因,不是阴极板面保持位置不动,而是阴极电流加载面的位移不随时间持续增加;在磁驱动实验后期,飞片电流加载面位移对边界磁场的影响远大于阴极电流加载面的位移对边界磁场的影响。
【文章来源】：爆炸与冲击. 2020,40(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
PTS-061实验的磁驱动负载结构
对于磁驱动单侧飞片实验，通常采用单侧计算模型进行模拟。单侧计算模型不考虑阴极板的烧蚀和运动情况，假定在实验过程中阴极板的电流加载面始终保持不动，阳极上的飞片在洛仑兹力的作用下向阴极板相反的方向运动。在单侧计算模型中，只对飞片进行模拟，阴极板不参与模型计算。单侧计算模型示意图如图2所示。图2中，g 0是阴阳极板之间的初始间隙，df l为飞片电流加载端端面的位移，g mf为飞片厚度方向上电流加载端的熔化宽度（即式（6）中的gm(t)),dfl+gmf为飞片的电流加载面的位移，g0+dfl为式（6）中飞片与阴极之间的间隙g(t)。采用单侧计算模型，对PTS-064磁驱动单侧飞片发射实验进行了模拟。采用50×100的网格进行模拟(下同)。图3为PTS-064实验的实验测量电流。图4为单侧计算模型的飞片自由面速度（f=0.77）。由图4可知，单侧计算模型模拟的飞片自由面速度与实验测量的飞片速度一致。单侧计算模型能正确模拟PTS-064实验磁驱动单侧飞片的自由面速度。图5为飞片与阴极之间的真空间隙g(t)和飞片烧蚀宽度gm(t)的比较。由图5可知，飞片烧蚀宽度随着时间持续增大，在后期，飞片烧蚀宽度和阴阳极间的真空间隙对确定边界磁场强度同样重要。在测量结束时，飞片烧蚀宽度对边界磁场强度的影响为13.8%，飞片烧蚀宽度在PTS-064单侧飞片实验的数值模拟中不能忽略。
采用单侧计算模型，对PTS-064磁驱动单侧飞片发射实验进行了模拟。采用50×100的网格进行模拟(下同)。图3为PTS-064实验的实验测量电流。图4为单侧计算模型的飞片自由面速度（f=0.77）。由图4可知，单侧计算模型模拟的飞片自由面速度与实验测量的飞片速度一致。单侧计算模型能正确模拟PTS-064实验磁驱动单侧飞片的自由面速度。图5为飞片与阴极之间的真空间隙g(t)和飞片烧蚀宽度gm(t)的比较。由图5可知，飞片烧蚀宽度随着时间持续增大，在后期，飞片烧蚀宽度和阴阳极间的真空间隙对确定边界磁场强度同样重要。在测量结束时，飞片烧蚀宽度对边界磁场强度的影响为13.8%，飞片烧蚀宽度在PTS-064单侧飞片实验的数值模拟中不能忽略。图4 PTS-064实验飞片自由面速度的单侧计算结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]自由面被烧蚀磁驱动飞片的数值模拟[J]. 阚明先,段书超,王刚华,杨龙,张朝辉,王贵林. 强激光与粒子束. 2017(04)
[2]聚龙一号装置上铜的准等熵压缩线测量实验研究[J]. 王贵林,张朝辉,郭帅,李军,池原,章征伟,贾月松,孙奇志. 强激光与粒子束. 2016(05)
[3]聚龙一号装置准等熵压缩实验负载优化研究[J]. 郭帅,王贵林,张朝辉,贾月松,孙奇志,李军,池原,章征伟,赵小明,丰树平,计策,卫兵. 强激光与粒子束. 2016(01)
[4]基于MDSC程序的Z箍缩内爆单温和三温模拟分析[J]. 杨龙,王刚华,阚明先,李平. 高压物理学报. 2016(01)
[5]“聚龙一号”装置上磁驱动铝飞片实验的数值模拟[J]. 阚明先,张朝辉,段书超,王刚华,杨龙,肖波,王贵林. 强激光与粒子束. 2015(12)
[6]Z箍缩内爆产生的电磁脉冲辐射[J]. 但加坤,任晓东,黄显宾,张思群,周少彤,段书超,欧阳凯,蔡红春,卫兵,计策,何安,夏明鹤,丰树平,王勐,谢卫平. 物理学报. 2013(24)
[7]磁驱动飞片二维磁流体力学数值模拟[J]. 阚明先,王刚华,赵海龙,谢龙. 强激光与粒子束. 2013(08)
[8]金属电阻率模型[J]. 阚明先,王刚华,赵海龙,谢龙. 爆炸与冲击. 2013(03)
[9]衬套内爆ALE方法二维MHD数值模拟[J]. 阚明先,蒋吉昊,王刚华,胡熙静. 四川大学学报(自然科学版). 2007(01)
本文编号：3391342
【文章来源】：爆炸与冲击. 2020,40(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
PTS-061实验的磁驱动负载结构
对于磁驱动单侧飞片实验，通常采用单侧计算模型进行模拟。单侧计算模型不考虑阴极板的烧蚀和运动情况，假定在实验过程中阴极板的电流加载面始终保持不动，阳极上的飞片在洛仑兹力的作用下向阴极板相反的方向运动。在单侧计算模型中，只对飞片进行模拟，阴极板不参与模型计算。单侧计算模型示意图如图2所示。图2中，g 0是阴阳极板之间的初始间隙，df l为飞片电流加载端端面的位移，g mf为飞片厚度方向上电流加载端的熔化宽度（即式（6）中的gm(t)),dfl+gmf为飞片的电流加载面的位移，g0+dfl为式（6）中飞片与阴极之间的间隙g(t)。采用单侧计算模型，对PTS-064磁驱动单侧飞片发射实验进行了模拟。采用50×100的网格进行模拟(下同)。图3为PTS-064实验的实验测量电流。图4为单侧计算模型的飞片自由面速度（f=0.77）。由图4可知，单侧计算模型模拟的飞片自由面速度与实验测量的飞片速度一致。单侧计算模型能正确模拟PTS-064实验磁驱动单侧飞片的自由面速度。图5为飞片与阴极之间的真空间隙g(t)和飞片烧蚀宽度gm(t)的比较。由图5可知，飞片烧蚀宽度随着时间持续增大，在后期，飞片烧蚀宽度和阴阳极间的真空间隙对确定边界磁场强度同样重要。在测量结束时，飞片烧蚀宽度对边界磁场强度的影响为13.8%，飞片烧蚀宽度在PTS-064单侧飞片实验的数值模拟中不能忽略。
采用单侧计算模型，对PTS-064磁驱动单侧飞片发射实验进行了模拟。采用50×100的网格进行模拟(下同)。图3为PTS-064实验的实验测量电流。图4为单侧计算模型的飞片自由面速度（f=0.77）。由图4可知，单侧计算模型模拟的飞片自由面速度与实验测量的飞片速度一致。单侧计算模型能正确模拟PTS-064实验磁驱动单侧飞片的自由面速度。图5为飞片与阴极之间的真空间隙g(t)和飞片烧蚀宽度gm(t)的比较。由图5可知，飞片烧蚀宽度随着时间持续增大，在后期，飞片烧蚀宽度和阴阳极间的真空间隙对确定边界磁场强度同样重要。在测量结束时，飞片烧蚀宽度对边界磁场强度的影响为13.8%，飞片烧蚀宽度在PTS-064单侧飞片实验的数值模拟中不能忽略。图4 PTS-064实验飞片自由面速度的单侧计算结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]自由面被烧蚀磁驱动飞片的数值模拟[J]. 阚明先,段书超,王刚华,杨龙,张朝辉,王贵林. 强激光与粒子束. 2017(04)
[2]聚龙一号装置上铜的准等熵压缩线测量实验研究[J]. 王贵林,张朝辉,郭帅,李军,池原,章征伟,贾月松,孙奇志. 强激光与粒子束. 2016(05)
[3]聚龙一号装置准等熵压缩实验负载优化研究[J]. 郭帅,王贵林,张朝辉,贾月松,孙奇志,李军,池原,章征伟,赵小明,丰树平,计策,卫兵. 强激光与粒子束. 2016(01)
[4]基于MDSC程序的Z箍缩内爆单温和三温模拟分析[J]. 杨龙,王刚华,阚明先,李平. 高压物理学报. 2016(01)
[5]“聚龙一号”装置上磁驱动铝飞片实验的数值模拟[J]. 阚明先,张朝辉,段书超,王刚华,杨龙,肖波,王贵林. 强激光与粒子束. 2015(12)
[6]Z箍缩内爆产生的电磁脉冲辐射[J]. 但加坤,任晓东,黄显宾,张思群,周少彤,段书超,欧阳凯,蔡红春,卫兵,计策,何安,夏明鹤,丰树平,王勐,谢卫平. 物理学报. 2013(24)
[7]磁驱动飞片二维磁流体力学数值模拟[J]. 阚明先,王刚华,赵海龙,谢龙. 强激光与粒子束. 2013(08)
[8]金属电阻率模型[J]. 阚明先,王刚华,赵海龙,谢龙. 爆炸与冲击. 2013(03)
[9]衬套内爆ALE方法二维MHD数值模拟[J]. 阚明先,蒋吉昊,王刚华,胡熙静. 四川大学学报(自然科学版). 2007(01)
本文编号：3391342
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