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FP-1装置铝套筒内爆动力学过程的一维磁流体力学模拟

张扬 戴自换 孙奇志 章征伟 孙海权 王裴 丁宁 薛创 王冠琼 沈智军 李肖 王建国

FP-1装置铝套筒内爆动力学过程的一维磁流体力学模拟

张扬, 戴自换, 孙奇志, 章征伟, 孙海权, 王裴, 丁宁, 薛创, 王冠琼, 沈智军, 李肖, 王建国
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  • 作为一种重要的柱面会聚冲击和准等熵压缩加载源,磁驱动固体套筒内爆技术已广泛应用于高能量密度物理实验研究.针对FP-1装置驱动的固体套筒内爆动力学过程,建立了含强度的一维磁流体力学模型,并对典型实验进行了模拟.计算获得的套筒内爆速度同实验结果较为相符.模拟结果显示,该装置在40 kV充压条件下,可以将直径3 cm,厚0.5 mm的铝套筒加速至1.1 km/s,内壁速度超过1.5 km/s,同时保持大部分材料为固体状态.内爆套筒与相同材料靶筒碰撞产生的冲击压力约9 GPa.改变靶筒内部填充气体的压力,可以获得不同的靶筒运动速度、轨迹以及反弹半径,以满足不同类型实验的研究需要.
      通信作者: 张扬, zhang_yang@iapcm.ac.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11405012,11675025,11471048,U1630249)、科学挑战专题(批准号:JCKY2016212A502)和计算物理实验室基金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-25
  • 修回日期:  2018-01-23
  • 刊出日期:  2019-04-20

FP-1装置铝套筒内爆动力学过程的一维磁流体力学模拟

  • 1. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088;
  • 2. 中国工程物理研究院流体物理研究所, 绵阳 621900;
  • 3. 中国工程物理研究院研究生院, 北京 100088
  • 通信作者: 张扬, zhang_yang@iapcm.ac.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11405012,11675025,11471048,U1630249)、科学挑战专题(批准号:JCKY2016212A502)和计算物理实验室基金资助的课题.

摘要: 作为一种重要的柱面会聚冲击和准等熵压缩加载源,磁驱动固体套筒内爆技术已广泛应用于高能量密度物理实验研究.针对FP-1装置驱动的固体套筒内爆动力学过程,建立了含强度的一维磁流体力学模型,并对典型实验进行了模拟.计算获得的套筒内爆速度同实验结果较为相符.模拟结果显示,该装置在40 kV充压条件下,可以将直径3 cm,厚0.5 mm的铝套筒加速至1.1 km/s,内壁速度超过1.5 km/s,同时保持大部分材料为固体状态.内爆套筒与相同材料靶筒碰撞产生的冲击压力约9 GPa.改变靶筒内部填充气体的压力,可以获得不同的靶筒运动速度、轨迹以及反弹半径,以满足不同类型实验的研究需要.

English Abstract

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