储能电容充电电压对激波特性的影响分析

作     者：周静 李丹红 尚海燕 惠喆 ZHOU Jing;LI Danhong;SHANG Haiyan;HUI Zhe

作者机构：油气钻完井技术国家工程研究中心西安石油大学井下测控研究室西安710065 

出 版 物：《真空科学与技术学报》 (Chinese Journal of Vacuum Science and Technology)

年 卷 期：2023年第43卷第2期

页      面：96-103页

学科分类：07[理学] 070204[理学-等离子体物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：中科院A类先导项目(XDA14030103) 国家自然科学基金项目(51874238)。 

主　　题：冲激波特性 充电电压 冲激波强度 能量转化效率 

摘      要：利用“液电效应产生的等离子体冲激声源在岩石破碎、地质导向、确定位置等方向有巨大的应用价值,目前关于等离子体放电回路中充电电压与放电特性、冲激波特性的关联性仍缺乏进一步深入了解。基于水下等离子体放电实验平台,建立水下等离子体冲激声源的仿真模型,对比分析冲激声源放电典型的电压、电流及冲激波波形的实测和仿真结果,通过仿真模型研究不同充电电压下的放电特性与冲激波特性。结果表明,当充电电压从15 kV提高到25 kV时,冲激波强度峰值增大了31.9%,冲激波能量增大了53.8%,因外电路能量增加速率大于冲激波能量增加速率促使其转化效率降低了28.4%。通过改变充电电压来预测冲激波特性,对比分析不同充电电压下的冲激波强度、能量损耗及能量转化效率等,为水下冲激声源不同工程应用选取最佳的充电电压提供参考依据,也可根据充电电压对冲激波特性影响来设计水下等离子体冲激声源的充电储能部分。