磁驅(qū)動(dòng)單側(cè)飛片實(shí)驗(yàn)的數(shù)值模擬通�？刹豢紤]厚的陰極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和厚度方向上燒蝕寬度的影響,采用單側(cè)計(jì)算模型進(jìn)行模擬。為了理解磁驅(qū)動(dòng)單側(cè)飛片實(shí)驗(yàn)可采用單側(cè)計(jì)算模型的原因,為磁驅(qū)動(dòng)單側(cè)飛片實(shí)驗(yàn)的單側(cè)計(jì)算建模提供理論依據(jù),建立了磁驅(qū)動(dòng)單側(cè)飛片實(shí)驗(yàn)的雙側(cè)計(jì)算模型,并對(duì)PTS-061、PTS-064磁驅(qū)動(dòng)單側(cè)飛片實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬分析。在PTS-061、PTS-064實(shí)驗(yàn)中,飛片的電流加載面的位移隨著時(shí)間的增加持續(xù)增大;厚的陰極的電流加載面的位移不隨時(shí)間的增加持續(xù)增大,在磁驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中后期基本保持不變。PTS-061實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),飛片的電流加載面的位移為4.9 mm,陰極電流加載面的位移僅為1.7 mm。PTS-064實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),飛片的電流加載面的位移為4.1 mm,陰極電流加載面的位移僅為0.9 mm。磁驅(qū)動(dòng)單側(cè)飛片實(shí)驗(yàn)?zāi)懿捎脝蝹?cè)計(jì)算模型模擬的原因,不是陰極板面保持位置不動(dòng),而是陰極電流加載面的位移不隨時(shí)間持續(xù)增加;在磁驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)后期,飛片電流加載面位移對(duì)邊界磁場(chǎng)的影響遠(yuǎn)大于陰極電流加載面的位移對(duì)邊界磁場(chǎng)的影響。 

【文章來(lái)源】：爆炸與沖擊. 2020,40(03)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

PTS-061實(shí)驗(yàn)的磁驅(qū)動(dòng)負(fù)載結(jié)構(gòu)

對(duì)于磁驅(qū)動(dòng)單側(cè)飛片實(shí)驗(yàn)，通常采用單側(cè)計(jì)算模型進(jìn)行模擬。單側(cè)計(jì)算模型不考慮陰極板的燒蝕和運(yùn)動(dòng)情況，假定在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中陰極板的電流加載面始終保持不動(dòng)，陽(yáng)極上的飛片在洛侖茲力的作用下向陰極板相反的方向運(yùn)動(dòng)。在單側(cè)計(jì)算模型中，只對(duì)飛片進(jìn)行模擬，陰極板不參與模型計(jì)算。單側(cè)計(jì)算模型示意圖如圖2所示。圖2中，g 0是陰陽(yáng)極板之間的初始間隙，df l為飛片電流加載端端面的位移，g mf為飛片厚度方向上電流加載端的熔化寬度（即式（6）中的gm(t)),dfl+gmf為飛片的電流加載面的位移，g0+dfl為式（6）中飛片與陰極之間的間隙g(t)。采用單側(cè)計(jì)算模型，對(duì)PTS-064磁驅(qū)動(dòng)單側(cè)飛片發(fā)射實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬。采用50×100的網(wǎng)格進(jìn)行模擬(下同)。圖3為PTS-064實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量電流。圖4為單側(cè)計(jì)算模型的飛片自由面速度（f=0.77）。由圖4可知，單側(cè)計(jì)算模型模擬的飛片自由面速度與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的飛片速度一致。單側(cè)計(jì)算模型能正確模擬PTS-064實(shí)驗(yàn)磁驅(qū)動(dòng)單側(cè)飛片的自由面速度。圖5為飛片與陰極之間的真空間隙g(t)和飛片燒蝕寬度gm(t)的比較。由圖5可知，飛片燒蝕寬度隨著時(shí)間持續(xù)增大，在后期，飛片燒蝕寬度和陰陽(yáng)極間的真空間隙對(duì)確定邊界磁場(chǎng)強(qiáng)度同樣重要。在測(cè)量結(jié)束時(shí)，飛片燒蝕寬度對(duì)邊界磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響為13.8%，飛片燒蝕寬度在PTS-064單側(cè)飛片實(shí)驗(yàn)的數(shù)值模擬中不能忽略。

采用單側(cè)計(jì)算模型，對(duì)PTS-064磁驅(qū)動(dòng)單側(cè)飛片發(fā)射實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬。采用50×100的網(wǎng)格進(jìn)行模擬(下同)。圖3為PTS-064實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量電流。圖4為單側(cè)計(jì)算模型的飛片自由面速度（f=0.77）。由圖4可知，單側(cè)計(jì)算模型模擬的飛片自由面速度與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的飛片速度一致。單側(cè)計(jì)算模型能正確模擬PTS-064實(shí)驗(yàn)磁驅(qū)動(dòng)單側(cè)飛片的自由面速度。圖5為飛片與陰極之間的真空間隙g(t)和飛片燒蝕寬度gm(t)的比較。由圖5可知，飛片燒蝕寬度隨著時(shí)間持續(xù)增大，在后期，飛片燒蝕寬度和陰陽(yáng)極間的真空間隙對(duì)確定邊界磁場(chǎng)強(qiáng)度同樣重要。在測(cè)量結(jié)束時(shí)，飛片燒蝕寬度對(duì)邊界磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響為13.8%，飛片燒蝕寬度在PTS-064單側(cè)飛片實(shí)驗(yàn)的數(shù)值模擬中不能忽略。圖4 PTS-064實(shí)驗(yàn)飛片自由面速度的單側(cè)計(jì)算結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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