柱面内爆磁压缩过程的磁流体力学数值模拟

发布时间：2024-03-15 06:08

　　柱面内爆磁通量压缩发生器(以下简称MC-1发生器)是利用炸药爆轰驱动金属套筒,将其内部预置磁通量压缩到轴心附近获得超强磁场,进而对其中的金属施加磁压力的一种高能量密度加载技术。本文利用二维磁流体力学程序TriAngels-MHD,对MC-1发生器的内爆磁压缩过程进行了数值模拟,并结合多个算例讨论了单级MC-1发生器套筒所受扰动及材料的粘性与强度,套筒内界面处扰动的发展规律,以及装置的磁通量压缩能力。研究结果表明:材料的粘性对套筒内界面的扰动发展有一定的影响,粘性较小的材料,会使套筒内界面的扰动趋于平稳;在实验中的压力-温度条件下,材料(不锈钢304)的平均粘性取为0.6m2/s时,套筒的运动情况与实验结果最为相似;材料的强度对套筒在r-θ平面内运动过程的影响几乎可以忽略。套筒在回转前的运动过程中,内界面扰动幅值的增长速度缓慢;在材料电阻率为零的理想情况的计算中,套筒内界面处的扰动会在回转过程中形成明显的MRT不稳定性,且在初始磁场为10T的算例中,MRT不稳定性发展阶段的平均扰动增长率约为0.9134μs-1 在考虑材料电阻率的计算中,则不会出现明显的MRT不稳定性增长。在理想电阻率情...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１铝的冲击绝热线和等熵线１１１??

同时，冲击压缩实验得到的绝热线是一条状态线，需要采集多次实验的数据结??果进行分析绘制方可得到。而准等熵压缩是一个加载压力平滑变化的过程，？次实验就??可得到一条从低压到高压的完整等熵参考线，极大地提高了实验效率。如图１．１所示，??在相同的加载压力卜，准等熵压缩对材料的压缩程度....

图２．１?ＣＸ材料的压力－比容关系和冲击波演化为斜波的过程示意

Ｓ为熵），一般称为ＣＡ型；压缩特性表现为奶Ｐ／狀２）ｓ＜０的材料则被称为ＣＸ型??［４］。如图２．１所示，当冲击波加载于ＣＸ材料的表面上时，其波阵面在该材料内的传播??过程中将会发生逐渐展宽的现象。从波形上看，波阵面的上升时间随波在该材料屮的传??播距离而不断加长，因此，可以通过....

图2.2(a)多层组合飞片及靶的结构圈叭《句多层组?

２．１．３阻抗梯度飞片??如果使飞片材料的波阻抗沿其原度或飞行方向按一定规律连续或准连续变化，即实??现飞片波阻抗的梯度化，那么飞片击靶后将在靶内产生一个具有较缓陡度的波阵面上升??前沿的准等熵压缩波。这种具有波阻抗值在厚度方向上按一定规律呈梯度变化的飞片被??称为波阻抗梯度飞片....

图２．３利用阻抗梯度飞片技术进行准等熵压缩实验的原理

（ａ）?（ｂ）??图２．２?（ａ）多层组合飞片及朝的结构图｜６｜；??（ｂ）多层组合飞片击靶后得到的等熵压缩波形１７１??２．１．３阻抗梯度飞片??如果使飞片材料的波阻抗沿其原度或飞行方向按一定规律连续或准连续变化，即实??现飞片波阻抗的梯度化，那么飞片击靶后将在靶内产生一个具有....

本文编号：3928655