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磁驱动单侧飞片实验的数值模拟

爆炸与冲击 2020年第3期40卷 82-89页

作者：阚明先王刚华肖波段书超张朝辉中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

磁驱动单侧飞片实验的数值模拟通常可不考虑厚的阴极的运动状态和厚度方向上烧蚀宽度的影响,采用单侧计算模型进行模拟。为了理解磁驱动单侧飞片实验可采用单侧计算模型的原因,为磁驱动单侧飞片实验的单侧计算建模提供理论依据,建立了... 详细信息

磁驱动单侧飞片实验的数值模拟通常可不考虑厚的阴极的运动状态和厚度方向上烧蚀宽度的影响,采用单侧计算模型进行模拟。为了理解磁驱动单侧飞片实验可采用单侧计算模型的原因,为磁驱动单侧飞片实验的单侧计算建模提供理论依据,建立了磁驱动单侧飞片实验的双侧计算模型,并对PTS-061、PTS-064磁驱动单侧飞片实验进行了模拟分析。在PTS-061、PTS-064实验中,飞片的电流加载面的位移随着时间的增加持续增大;厚的阴极的电流加载面的位移不随时间的增加持续增大,在磁驱动实验中后期基本保持不变。PTS-061实验结束时,飞片的电流加载面的位移为4.9 mm,阴极电流加载面的位移仅为1.7 mm。PTS-064实验结束时,飞片的电流加载面的位移为4.1 mm,阴极电流加载面的位移仅为0.9 mm。磁驱动单侧飞片实验能采用单侧计算模型模拟的原因,不是阴极板面保持位置不动,而是阴极电流加载面的位移不随时间持续增加;在磁驱动实验后期,飞片电流加载面位移对边界磁场的影响远大于阴极电流加载面的位移对边界磁场的影响。

关键词：磁驱动单侧飞片实验磁流体力学单侧计算模型自由面速度

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“阳”加速器上的Z箍缩诊断技术

强激光与粒子束 2010年第4期22卷 870-874页

作者：黄显宾邓建军杨礼兵谢卫平张思群周少彤蔡红春李晶陈光华任晓东张朝辉但加坤段书超周荣国李军欧阳凯中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

概述了为开展Z箍缩实验物理研究而建立的一些诊断技术和方法。这些诊断技术已成功应用于"阳"加速器(负载电流1.2 MA,上升时间85 ns)喷气和丝阵Z箍缩物理研究中,其中软X光8通道Dante谱仪和软X光闪烁体功率计主要用于软X光能段的辐射功率... 详细信息

概述了为开展Z箍缩实验物理研究而建立的一些诊断技术和方法。这些诊断技术已成功应用于"阳"加速器(负载电流1.2 MA,上升时间85 ns)喷气和丝阵Z箍缩物理研究中,其中软X光8通道Dante谱仪和软X光闪烁体功率计主要用于软X光能段的辐射功率、能量和低能辐射能谱测量;椭圆弯晶谱仪、凸圆柱晶体谱仪和透射光栅谱主要用于X光辐射线谱和连续谱的测量,以获取等离子体密度、电子和离子温度等信息;X光八分幅针孔相机、分能段6通道X光掠入射针孔积分相机和激光差分干涉测量系统主要用于研究Z箍缩内爆动力学过程及等离子体参数等,并给出了这些诊断系统获取的典型实验结果,包括X光辐射功率、辐射能谱、等离子体内爆图像和密度分布等。

关键词： “阳”加速器 Z箍缩 X光诊断技术辐射功率辐射能谱等离子体图像

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Z箍缩内爆产生的电磁脉冲辐射

物理学报 2013年第24期62卷 198-203页

作者：但加坤任晓东黄显宾张思群周少彤段书超欧阳凯蔡红春卫兵计策何安夏明鹤丰树平王勐谢卫平中国工程物理研究院流体物理研究所脉冲功率科学与技术重点实验室绵阳621900

讨论了Z箍缩内爆产生的低频电磁脉冲的辐射特性.Z箍缩驱动金属丝阵或固体套筒高速内爆,部分磁能通过与负载的运动耦合而向外辐射.理论结果表明,电磁脉冲辐射功率由电流和内爆轨迹共同决定.在中国工程物理研究院流体物理研究所的初级实... 详细信息

讨论了Z箍缩内爆产生的低频电磁脉冲的辐射特性.Z箍缩驱动金属丝阵或固体套筒高速内爆,部分磁能通过与负载的运动耦合而向外辐射.理论结果表明,电磁脉冲辐射功率由电流和内爆轨迹共同决定.在中国工程物理研究院流体物理研究所的初级实验平台上开展了负载电流为7 MA,10%—90%上升时间65 ns的丝阵Z箍缩实验,根据实验测得的电流和内爆轨迹得到了电磁脉冲的辐射功率和频谱.电磁脉冲峰值功率约为1 GW,能量约为0.5 J,能量转换效率约为10 7;峰值频率位于20—70 MHz,具有较宽的辐射频谱.电磁脉冲辐射参数远小于软X射线辐射参数(峰值功率为50 TW,能量为0.5 MJ).在弱相对论条件下,电磁脉冲辐射功率近似地正比于电流的6次方,随电流急剧增大.软X射线辐射是丝阵Z箍缩过程中的主要能量转换形式,本文的研究结论表明,在更高的驱动电流下,电磁脉冲辐射将提供另一种重要的能量转换途径,势必会对诊断设备造成严重影响;此外,这类强电磁脉冲在其他领域也具有潜在的应用价值.

关键词： Z箍缩内爆电磁脉冲

透射光栅谱仪在“阳”加速器Z箍缩实验中的初步应用

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透射光栅谱仪在“阳”加速器Z箍缩实验中的初步应用

“创新——核科学技术发展的不竭源泉”——中国核学会2009年学术年会

作者：李晶黄显宾朱效立段书超杨礼兵谢卫平清华大学工程物理系中国工程物理研究院流体物理研究所中国科学院微电子研究所纳米加工与新器件集成技术实验室

研制了一台用于Z箍缩X光辐射能谱诊断的透射光栅谱仪。该谱仪配备了高线密度金透射光栅(3 333线/mm)作为分光元件,使用X光CCD记录时间积分光谱图像。在谱仪结构中引入了两个相互垂直的狭缝,一个用于实现光谱图像的一维空间分辨;另一个... 详细信息

研制了一台用于Z箍缩X光辐射能谱诊断的透射光栅谱仪。该谱仪配备了高线密度金透射光栅(3 333线/mm)作为分光元件,使用X光CCD记录时间积分光谱图像。在谱仪结构中引入了两个相互垂直的狭缝,一个用于实现光谱图像的一维空间分辨;另一个与光栅相配合后具有准直入射X光的作用,用来提高谱仪的分辨率。使用该谱仪对"阳"加速器Z箍缩实验的X光辐射进行了测量,当使用铝丝阵作为负载时,测得了铝的K壳层辐射和类Li离子的线谱辐射,并且通过将光谱图像与X光针孔相机的测量结果相比较,观察到了"热点"区域放出的较强的K壳层辐射。

关键词：透射光栅谱仪铝丝阵负载 Z箍缩诊断

MDSC2程序对磁驱动飞片实验的磁流体力学模拟

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MDSC2程序对磁驱动飞片实验的磁流体力学模拟

第十八届中国高压科学学术会议

作者：阚明先杨龙段书超王刚华张朝辉王贵林中国工程物理研究院流体物理研究所

磁驱动数值模拟程序MDSC2是由流体物理研究所开发的二维磁流体力学程序。采用MDSC2程序对磁驱动飞片实验进行了数值模拟。数值模拟表明:不同厚度的飞片装置的结构系数是不同的,越厚的飞片装置的结构系数越大;在PTS-151发次实验中,370μm...

磁驱动数值模拟程序MDSC2是由流体物理研究所开发的二维磁流体力学程序。采用MDSC2程序对磁驱动飞片实验进行了数值模拟。数值模拟表明:不同厚度的飞片装置的结构系数是不同的,越厚的飞片装置的结构系数越大;在PTS-151发次实验中,370μm和480μm的飞片自由面部分都被烧蚀,VISAR测量的速度与飞片固体反射面速度一致;PTS-151发次实验VISAR测量的飞片的最大速度和Lemake,Davis等文献中最大速度的意义不相同,文献中的最大速度为飞片最大固体自由面速度,PTS-151发次实验中的最大速度为飞片完全烧蚀熔化的一瞬间,飞片内部最后一固体反射面的速度。采用MDSC2程序,对PTS-151发次实验条件下飞片尺寸进行了再设计,当飞片尺寸小于680μm时,飞片自由面将被烧蚀;当飞片尺寸大于680μm时,飞片自由面将始终保持固体状态;当飞片尺寸为680μm时,既能保证自由面为固体状态,又能使测量的飞片固体自由面速度最大,达到17.5km/s。

关键词：

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磁驱动飞片实验的理论研究

磁驱动飞片实验的理论研究

第十一届南方计算力学学术会议（SCCM-11）

作者：阚明先张朝辉肖波杨龙段书超王刚华王贵林中国工程物理研究院流体物理研究所

磁驱动发射飞片、磁驱动准等熵/冲击压缩等磁驱动实验都是强电流产生的洛仑兹力作为压力源推动金属飞片。因此,数值模拟时应从实验测量的电流出发进行实验的模拟。但是当前的磁流体力学理论还不能直接从实验测量的电流出发正确模拟这些... 详细信息

磁驱动发射飞片、磁驱动准等熵/冲击压缩等磁驱动实验都是强电流产生的洛仑兹力作为压力源推动金属飞片。因此,数值模拟时应从实验测量的电流出发进行实验的模拟。但是当前的磁流体力学理论还不能直接从实验测量的电流出发正确模拟这些实验,尤其在实验后期,数值模拟的飞片自由面速度和实验测量结果相差较大。本文对磁驱动加载面的磁场强度公式进行了发展,提出了磁驱动加载面的磁场强度的改进公式。采用磁驱动加载面的磁场强度的改进公式,对聚龙一号装置上的磁驱动发射飞片实验进行了数值模拟,模拟的飞片自由面速度历史与实验测量结果相一致,解决了直接从实验测量电流出发模拟磁驱动发射飞片实验的问题。

关键词：磁驱动飞片 MDSC2程序聚龙一号装置自由面速度

聚龙一号上磁驱动铝飞片发射实验的数值分析与再设计

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聚龙一号上磁驱动铝飞片发射实验的数值分析与再设计

2016第八届全国计算物理会议

作者：阚明先杨龙段书超王刚华肖波张朝辉王贵林中国工程物理研究院流体物理研究所

＜正＞聚龙一号上PTS-151发次实验中,磁驱动加速370μm厚飞片测得的最大速度为18km/s,磁驱动加速482μm厚飞片测得的最大速度为19km/s。采用MDSC2程序,对PTS-151发次实验进行了数值分析,结果表明:PTS-151发次实验中测量的最大速度的含...

＜正＞聚龙一号上PTS-151发次实验中,磁驱动加速370μm厚飞片测得的最大速度为18km/s,磁驱动加速482μm厚飞片测得的最大速度为19km/s。采用MDSC2程序,对PTS-151发次实验进行了数值分析,结果表明:PTS-151发次实验中测量的最大速度的含义不同于Lemke,Davis等文献中飞片的最大速度。文献中发射飞片在测试过程中自由面未被烧蚀,测试的最大速度为飞片自由面速度

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磁驱动样品实验数值模拟研究

高压物理学报 2023年第6期37卷 83-88页

作者：阚明先刘利新南小龙计策何勇段书超中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

采用二维磁驱动数值模拟程序对磁驱动样品实验进行了模拟研究。数值模拟结果表明,二维磁驱动数值模拟程序模拟的样品/窗口界面速度(或飞片/窗口界面速度)与实验测量速度基本一致。磁驱动样品实验的结构系数与样品材料、阴阳极之间的初... 详细信息

采用二维磁驱动数值模拟程序对磁驱动样品实验进行了模拟研究。数值模拟结果表明,二维磁驱动数值模拟程序模拟的样品/窗口界面速度(或飞片/窗口界面速度)与实验测量速度基本一致。磁驱动样品实验的结构系数与样品材料、阴阳极之间的初始间隙、电极板宽度等负载初始结构相关,不随磁驱动样品实验的演化过程而改变。样品材料不同,结构系数不同。对于同一样品材料,在其他初始条件相同的情况下,电极板越宽,结构系数越大。二维磁驱动数值模拟程序能够正确模拟磁驱动样品实验,是磁驱动样品物性研究的重要工具。

关键词：二维磁驱动数值模拟程序磁驱动样品实验磁流体力学结构系数

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“阳”加速器Z箍缩X射线能谱诊断研究进展

“阳”加速器Z箍缩X射线能谱诊断研究进展

第十五届全国等离子体科学技术会议

作者：李晶谢卫平黄显宾杨礼兵段书超章征伟张思群中国工程物理研究院流体物理研究所

X射线能谱作为Z箍缩X射线源最重要的辐射特性之一,不但包含着等离子体的丰富信息,而且决定了该辐射源的潜在应用。为了加深对Z箍缩X射线辐射特性的了解,新近发展了使用透射光栅谱仪测量亚千电子伏特X射线能谱和使用光导探测器阵列测量K...

X射线能谱作为Z箍缩X射线源最重要的辐射特性之一,不但包含着等离子体的丰富信息,而且决定了该辐射源的潜在应用。为了加深对Z箍缩X射线辐射特性的了解,新近发展了使用透射光栅谱仪测量亚千电子伏特X射线能谱和使用光导探测器阵列测量K壳层连续谱及电子温度两项诊断技术。其中透射光栅谱仪使用无衬底金栅线光栅分光,并由X射线CCD记录时间积分衍射信号,而光导探测

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