【摘要】：流體動(dòng)力學(xué)理論研究是物質(zhì)高壓、高密度壓縮特性研究的基礎(chǔ),也是極端狀態(tài)物理學(xué)和力學(xué)的重要內(nèi)容,有助于探索極端環(huán)境或加載條件下物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其物理和力學(xué)性質(zhì),涉及數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)等學(xué)科。特征線作為物理和數(shù)學(xué)上的重要概念,可成為流場(chǎng)理論研究的有效手段。首先,本文對(duì)斜波壓縮實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理方法開展了調(diào)研研究。主要從實(shí)現(xiàn)原理、典型裝置、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒓虞d特點(diǎn)等方面,對(duì)兩種斜波壓縮實(shí)驗(yàn)技術(shù)(磁驅(qū)動(dòng)斜波壓縮實(shí)驗(yàn)技術(shù)和激光驅(qū)動(dòng)斜波壓縮實(shí)驗(yàn)技術(shù))進(jìn)行了介紹。隨后,基于等熵流動(dòng)、簡(jiǎn)單波流場(chǎng)、特征線等概念,從方法推導(dǎo)過程、方法特點(diǎn)、近似情況、引用假設(shè)、適用范圍等方面,著重介紹了適用于斜波加載實(shí)驗(yàn)的主要數(shù)據(jù)處理方法,并概述了本文的研究背景和主要內(nèi)容。其次,本文對(duì)特征線方法進(jìn)行了梳理。介紹了普遍意義下特征線的含義和表述方法,并且對(duì)斜波壓縮實(shí)驗(yàn)中三種常用模型在一維流場(chǎng)的圖像和物理特性進(jìn)行了整理,為后續(xù)章節(jié)提供基礎(chǔ)。然后,本文針對(duì)樣品斜波壓縮的優(yōu)化波形問題開展了研究。根據(jù)簡(jiǎn)單波流場(chǎng)特點(diǎn)推導(dǎo)出了斜波轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊波的解析關(guān)系式,并依據(jù)該關(guān)系式建立加載壓力歷史與介質(zhì)內(nèi)部流場(chǎng)形成沖擊之間相互關(guān)聯(lián)過程中發(fā)現(xiàn),對(duì)于每個(gè)壓力值都存在一個(gè)由樣品材料壓縮參數(shù)和樣品厚度決定的壓力增長(zhǎng)率限定值,當(dāng)壓力增長(zhǎng)率超過該限定值而過于快速增長(zhǎng),在給定厚度區(qū)域的樣品內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生沖擊波。經(jīng)過與國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中有關(guān)結(jié)果對(duì)比,發(fā)現(xiàn)該關(guān)系式具有更加合理的物理含義,可準(zhǔn)確確定沖擊波轉(zhuǎn)變點(diǎn)位置。這部分工作為實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)計(jì)和波形優(yōu)化過程,提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。接著,本文針對(duì)自由面邊界條件下斜波壓縮流場(chǎng)求解問題開展了研究。利用特征線方法,在未知EOS和已知自由面速度歷史條件下,給出了求解樣品材料拉格朗日聲速的直接計(jì)算方法。該方法在材料無強(qiáng)度效應(yīng)的數(shù)據(jù)處理中,具有很高的精度。經(jīng)過與Ls-Dyna商用軟件計(jì)算結(jié)果和文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比對(duì)檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)該方法在含有材料強(qiáng)度效應(yīng)的數(shù)據(jù)處理中,作為近似方法,在沒有預(yù)設(shè)任何強(qiáng)度或本構(gòu)模型的條件下,仍具有較好的表現(xiàn),而且在一定程度上反映了材料的原始?jí)嚎s特性。最后,本文對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)與展望。給出了本文研究的主要結(jié)論和尚待進(jìn)一步研究的一些問題。
【圖文】：

圖１．１磁驅(qū)動(dòng)斜波加載示意圖逡逑方向相反的電流在電極板空腔區(qū)域產(chǎn)生磁場(chǎng)的同時(shí)，磁場(chǎng)由空腔經(jīng)電極板內(nèi)逡逑表面逐步擴(kuò)散至電極板金屬內(nèi)部，其物理模型如圖１．２所示。受到磁擴(kuò)散影響，逡逑３逡逑

Ｐｕｌｓｅｄ邋ｐｏｗｅｒ邋ｇｅｎｅｒａｔｏｒ邐Ｌｏａｄ邋ｒｅｇｉｏｎ逡逑圖１．１磁驅(qū)動(dòng)斜波加載示意圖逡逑方向相反的電流在電極板空腔區(qū)域產(chǎn)生磁場(chǎng)的同時(shí)，磁場(chǎng)由空腔經(jīng)電極板內(nèi)逡逑表面逐步擴(kuò)散至電極板金屬內(nèi)部，其物理模型如圖１．２所示。受到磁擴(kuò)散影響，，逡逑３逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)工程物理研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O351.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 羅斌強(qiáng);王桂吉;譚福利;趙劍衡;孫承緯;;磁驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)等熵壓縮下LY12鋁的強(qiáng)度測(cè)量[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

2 孫承緯;趙劍衡;王桂吉;張紅平;譚福利;王剛?cè)A;;磁驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)等熵平面壓縮和超高速飛片發(fā)射實(shí)驗(yàn)技術(shù)原理、裝置及應(yīng)用[J];力學(xué)進(jìn)展;2012年02期

3 張紅平;孫承緯;李牧;趙劍衡;;準(zhǔn)等熵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的反積分方法研究[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2011年01期

4 趙劍衡;孫承緯;唐小松;譚福利;王桂吉;張寧;劉倉(cāng)理;;高效能電炮實(shí)驗(yàn)裝置的研制[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2006年03期

5 趙劍衡,孫承緯,譚福利,彭其先,王桂吉;一維平面磁驅(qū)動(dòng)等熵加載發(fā)射飛片技術(shù)[J];爆炸與沖擊;2005年04期

本文編號(hào)：2595902