沟槽角度对金属表面微射流性质的影响

王裴; 邵建立; 秦承森

doi:10.7498/aps.61.234701

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摘要

基于光滑粒子流体动力学方法, 数值模拟了冲击加载下不同金属表面沟槽微射流现象, 重点分析了微射流头部速度及其分布随沟槽角度的变化规律. 研究结果发现, 喷射系数在沟槽半角为45° 附近达到最大, 随着角度的增加或减小喷射系数均较小; 而最大喷射速度随沟槽角度的增加近似成线性减小变化. 详细分析了不同角度沟槽诱发微射流的物质来源变化及其经历的动力学过程, 发现随着沟槽夹角增加, 射流物质来源由沟槽两侧逐步向沟槽底部过渡, 当沟槽半角在45° 附近, 形成射流的物质在沟槽底部和两侧近似均匀分布.

关键词:

微射流 /
冲击 /
光滑粒子

作者及机构信息

1.
北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室, 北京 100094

参考文献

[1]	Walsh J M, Shreffler R G, Willig F G 1953 J. Appl. Phys. 24 349
[2]	Asay J R, Mix L P, Perry F C 1976 Appl. Phys. Lett. 29 284
[3]	Asay J R 1976 Material Ejection from Shock-Loaded Free Surface of Aluminum and Lead Sandia Laboratories, SAND76-0542
[4]	Zellner M B, Grover M, Hammerberg J E 2007 J. Appl. Phys. 102 013522
[5]	Zellner M B, Mcneil W V, Hammerberg J E 2008 J. Appl. Phys. 103 123502
[6]	Han C S 1989 Chin. J. High Press. Phys. 3 234 (in Chinese) [韩长生 1989 高压物理学报 3 234]
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[8]	Germann T C, Hammerberg J E, Holian B L 2004 AIP Conference Proceedings 706 285
[9]	Chen Q F, Cao X L, Zhang Y, Cai L C, Chen D Q 2005 Chin. Phys. Lett. 22 3151
[10]	Shao J L, Wang P, He A M, Qin C S 2012 Acta Phys. Sin. 61 184701 (in Chinese) [邵建立, 王裴, 何安民, 秦承森 2012 物理学报 61 184701]
[11]	Wang P, Qin C S, Zhang S D, Liu C 2004 Chin. J. High Press. Phys. 18 149 (in Chinese) [王裴, 秦承森, 张树道, 刘超 2004 高压物理学报 18 149]
[12]	Wang P, Shao J L, Qin C S 2009 Acta Phys. Sin. 58 1064 (in Chinese) [王裴, 邵建立, 秦承森 2009 物理学报 58 1064]
[13]	Hu X M Research on Constitutive Model and Spallation of Material under Shock Load, GF-A, ZW-J-2002004 (in Chinese) [胡晓棉冲击加载下材料本构及断裂研究中国国防科学技术报告, GF-A, ZW-J-2002004]
[14]	Frachet V, Elias P, Martineau J 1988 Shock Waves in Condensed Matter (North-Holland, Amsterdam) p235

施引文献

[1]	Walsh J M, Shreffler R G, Willig F G 1953 J. Appl. Phys. 24 349
[2]	Asay J R, Mix L P, Perry F C 1976 Appl. Phys. Lett. 29 284
[3]	Asay J R 1976 Material Ejection from Shock-Loaded Free Surface of Aluminum and Lead Sandia Laboratories, SAND76-0542
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[3]	王裴, 孙海权, 邵建立, 秦承森, 李欣竹. 微喷颗粒与气体混合过程的数值模拟研究. 物理学报, 2012, 61(23): 234703. doi: 10.7498/aps.61.234703
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沟槽角度对金属表面微射流性质的影响

1. 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室, 北京 100094

收稿日期: 2012-05-03

修回日期: 2012-06-19

刊出日期: 2012-12-05

摘要: 基于光滑粒子流体动力学方法, 数值模拟了冲击加载下不同金属表面沟槽微射流现象, 重点分析了微射流头部速度及其分布随沟槽角度的变化规律. 研究结果发现, 喷射系数在沟槽半角为45° 附近达到最大, 随着角度的增加或减小喷射系数均较小; 而最大喷射速度随沟槽角度的增加近似成线性减小变化. 详细分析了不同角度沟槽诱发微射流的物质来源变化及其经历的动力学过程, 发现随着沟槽夹角增加, 射流物质来源由沟槽两侧逐步向沟槽底部过渡, 当沟槽半角在45° 附近, 形成射流的物质在沟槽底部和两侧近似均匀分布.

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微射流 /
冲击 /
光滑粒子

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