磁驱动固体套筒内爆理论与实验研究

发布时间：2024-03-16 18:08

　　磁驱动固体套筒内爆是指在柱面汇聚构型下利用脉冲功率装置产生的大电流/强磁场驱动固体介质至每秒数公里至数十公里的内爆速度,通过非冲击/冲击方式产生高压/高能量密度状态。与其他加载方式不同,磁压与线电流密度平方成正比,不存在驱动速度的原理性上限,且柱面构型下电流产生的磁场具有角向对称性,因而加载均匀性更高。作为一种标准柱面加载方式,磁驱动固体套筒内爆已广泛应用于流体动力学、材料物性和聚变能源等领域,研究的问题包括金属界面不稳定性、表面微喷/微层裂、材料损伤断裂、汇聚激波传播、气-粒两相流、状态方程和材料本构等。本文首先从薄壳模型、不可压缩模型、电作用量-速度模型等简化模型出发,建立了包含驱动源-负载耦合效应的全电路模型,实现了驱动源-负载参数范围的快速优选;以上述简化模型为基础,开展了 FP-1/2脉冲功率装置上负载优化设计和套筒内爆动力学特性的影响机制分析。然后,基于一维弹塑性磁流体力学基本方程组,采用Wilkins差分方法,完成了 SOL1D程序代码的编制,建立了更精细的固体套筒内爆理论分析与设计方法;通过与FP-1装置及美国ZR装置上实验结果的比对分析,确认了 SOL1D程序代码的准...

【文章页数】：154 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１固体套筒内爆示意图??［１９］

，特别是对于某些大型测试诊断设备不能现场使用的情况下，这??是非常有用的。??４．实验效率、重复性高：现代的大电流脉冲功率技术放电重复性都很高，可以把放电电??流幅值控制在２％左右。同时，磁驱动固体套筒内爆实验效率也很高。??综上所述，磁驱动固体套筒内爆是获取物质高能量密度物理状....

图１．２用于固体套筒内爆研究的系列装置??国内开展电磁驱动固体套筒内爆的研究起步比较晚，中国工程物理研究院流体物理研究??

?｜?速度？７ｋｍ／ｓ?－?；?｜?直径３－５ｃｉｎ??Ｓｈｉｖａ－ｓｔａｒ?速度?ｌ￣４ｋｍ／ｓ??Ｐｅｇａｓｕｓ－?ＩＩ?１４ＭＡ，?￣８Ｍｓ?：?｜?卜■?■?—??１２ＭＡ，?－＾ｎｓ???：?：?＇??１?ｊ?」‘?：?：?：?ＰＨＥＬＩＸ??画＿明?｜ｇ??？?？?ｉ....

图１．３?ＭＣ－１系统爆炸磁压缩原理示意图??

?磁驱动固体套筒内爆理论与实验研究???状的风箱（ｂｅｌｌｏｗｓ）系统、螺线管（ｈｅｌｉｃａｌ）型和圆盘发生器等等。??．磁场强度Ｂ?＾???横截面积Ａ??图１．３?ＭＣ－１系统爆炸磁压缩原理示意图??图１．３为前苏联最早研制成功的圆筒聚爆型爆炸磁压缩系统ＭＣ－１的磁场冻结和压缩....

图１．４同轴螺线管发生器示意图??－

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本文编号：3929926