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基于聚龙一号装置的超高速飞片发射实验研究进展

王贵林 郭帅 沈兆武 张朝辉 刘仓理 李军 章征伟 贾月松 赵小明 陈宏 丰树平 计策 夏明鹤 卫兵 田青 李勇 丁瑜 郭帆

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基于聚龙一号装置的超高速飞片发射实验研究进展

王贵林, 郭帅, 沈兆武, 张朝辉, 刘仓理, 李军, 章征伟, 贾月松, 赵小明, 陈宏, 丰树平, 计策, 夏明鹤, 卫兵, 田青, 李勇, 丁瑜, 郭帆

Recent advances in hyper-velocity flyer launch experiments on PTS

Wang Gui-Lin, Guo Shuai, Shen Zhao-Wu, Zhang Zhao-Hui, Liu Cang-Li, Li Jun, Zhang Zheng-Wei, Jia Yue-Song, Zhao Xiao-Ming, Chen Hong, Feng Shu-Ping, Ji Ce, Xia Ming-He, Wei Bing, Tian Qing, Li Yong, Ding Yu, Guo Fan
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  • 磁驱动加载技术通过脉冲功率源将超大脉冲电流加载到实验负载区,从而形成随时间平滑上升的磁压力,实现对样品的准等熵压缩和超高速飞片发射. 本文基于聚龙一号装置的输出特性参数,依次从负载结构、电极尺寸、电流波形和诊断系统等方面,分别设计完成了两种负载构型的超高速飞片发射实验. 其中应用单侧带状负载发射尺寸10 mm0.725 mm的LY12铝飞片速度达到11.5 km/s,磁驱动加载压力近0.9 Mbar. 比较模拟计算与实验结果,飞片发射过程和最终速度基本一致. 而进一步的模拟计算表明,优化的负载结构尺寸和电流波形调节方案下,将有望发射尺寸8.5 mm1 mm的铝飞片速度超过15 km/s. 从模拟设计到实验开展,已初步掌握了基于多支路脉冲功率发生器的超高速飞片发射实验技术.
    Magnetically driven loading technology is to load the large pulse current to the test area through the pulsed power, which forms a smooth magnetic pressure rising over time to achieve a quasi-isentropic compression of sample and hyper-velocity flyer launch. Based on the output characteristics and parameters of PTS accelerator, two types of hyper-velocity flyer launch experiments with different load configurations, such as the load, flyer plates size, current waveform and diagnostic systems etc, are designed and tested. LY12 aluminum flyer plates with dimensions of 10 mm0.725 mm was launched by single-sided stripline load configuration to 11.5 km/s while the magnetic drive load pressure is near 0.9 10^5 MPa. Simulation and experimental results agrees well with those of in the flyer launch process and the ultimate velocity. Further simulation shows that the launch velocity of aluminum flyer plates with dimensions of 8.5 mm1 mm is expected to exceed 15 km/s under the program of optimizing the structural parameters and regulation. The design and experiment technology of hyper-velocity flyer launch based on multi-branch pulsed power generator has been mastered during the designs and experiments.
    • 基金项目: 中国工程物理研究院流体物理研究所发展基金(批准号:SFZ20130203)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Science Foundation of Institute of Fluid physics of CAEP, China (Grant No. SFZ20130203).
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-23
  • 修回日期:  2014-06-04
  • 刊出日期:  2014-10-05

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