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一种基于磁通和电磁能流的磁扩散问题求解格式

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计算物理 2022年第4期39卷 379-385页

作者：严春晖肖波王刚华陆禹李平中国科学技术大学近代力学系安徽合肥230027 中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

针对一维磁场扩散问题设计一种显式的有限体积离散格式。格式的第一个特征是不仅将磁场的扩散表达为单元边界上的磁通流,同时将能量方程中的欧姆加热也表达为单元边界上的电磁能量流,该特征能够更好地保证磁场能与内能的总量守恒。格式... 详细信息

针对一维磁场扩散问题设计一种显式的有限体积离散格式。格式的第一个特征是不仅将磁场的扩散表达为单元边界上的磁通流,同时将能量方程中的欧姆加热也表达为单元边界上的电磁能量流,该特征能够更好地保证磁场能与内能的总量守恒。格式的第二个特征是将单元边界上的磁通量和电磁能通量进行截断,在极端电阻率存在的磁扩散问题求解过程中,该特征能够一定程度上放宽稳定性条件对显式格式时间步长的限制。

关键词：非线性磁扩散极端电阻率欧姆加热有限体积法

一种同步研究透明材料折射率和动力学特性的实验方法

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物理学报 2021年第17期70卷 179-183页

作者：种涛傅华李涛莫建军张旭平马骁郑贤旭中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900

基于电磁加载装置CQ-4,建立了一种同步开展透明材料折射率和高压声速测量的实验方法.完成了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)窗口材料14 GPa斜波压缩实验,利用多点双光源外差位移干涉测速仪(dual laser heterodyne velocimetry,DLHV),获得了PMMA... 详细信息

基于电磁加载装置CQ-4,建立了一种同步开展透明材料折射率和高压声速测量的实验方法.完成了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)窗口材料14 GPa斜波压缩实验,利用多点双光源外差位移干涉测速仪(dual laser heterodyne velocimetry,DLHV),获得了PMMA样品后表面的速度历史曲线.速度曲线表现出明显的双波结构,表明PMMA样品出现了弹塑性转变.通过实验数据处理,一发实验同步获取了PMMA的折射率-粒子速度光学特性和拉氏声速-粒子速度动力学特性.

关键词：聚甲基丙烯酸甲酯折射率拉氏声速斜波加载

Neutron capture cross section of ^(169)Tm measured at the CSNS Back-n facility in the energy region from 30 to 300 keV

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Chinese physics C 2022年第4期46卷 92-104页

作者：任杰阮锡超蒋伟鲍杰王金成张奇玮栾广源黄翰雄聂阳波葛智刚安琪白怀勇鲍煜曹平陈昊磊陈琪萍陈永浩陈裕凯陈朕崔增琪樊瑞睿封常青高可庆顾旻皓韩长材韩子杰贺国珠何泳成洪杨黄蔚玲黄锡汝季筱璐吉旭阳江浩雨姜智杰敬罕涛康玲康明涛李波李超李嘉雯李论李强李晓李样刘荣刘树彬刘星言穆奇丽宁常军齐斌斌任智洲宋英鹏宋朝晖孙虹孙康孙晓阳孙志嘉谭志新唐洪庆唐靖宇唐新懿田斌斌王丽娇王鹏程王琦王涛峰王朝辉文杰温中伟吴青彪吴晓光吴煊解立坤羊奕伟易晗于莉余滔于永积张国辉张林浩张显鹏张玉亮张志永赵豫斌周路平周祖英朱丹阳朱科军朱鹏 Key Laboratory of Nuclear Data China Institute of Atomic EnergyBeijing 102413China institute of High Energy physics Chinese Academy of Sciences(CAS)Beijing 100049China Spallation Neutron Source Science Center Dongguan 523803China State Key Laboratory of Particle Detection and Electronics Department of Modern physics University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China State Key Laboratory of Nuclear physics and Technology School of PhysicsPeking UniversityBeijing 100871China institute of Nuclear physics and Chemistry China Academy of Engineering PhysicsMianyang 621900China Northwest institute of Nuclear Technology Xi'an 710024China University of Chinese academy of Sciences Beijing 100049China Department of engineering and Applied physics University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China School of physics Beihang UniversityBeijing 100083China

The capture cross sections of the ^(169)Tm(n,γ)reaction were measured at the back streaming white neutron beam line(Back-n)of the china Spallation Neutron Source(CSNS)using four C_(6)D_(6) liquid scintillation *** background subtraction,normalization,and correction were carefully considered in the data analysis to obtain accurate cross *** the resonance at 3.9 eV,the R-matrix code SAMMY was used to determine the resonance parameters with the internal normalization *** average capture cross sections of ^(169)Tm for energy between 30 and 300 keV were extracted relative to the ^(197)Au(n,γ)*** measured cross sections of the ^(169)Tm(n,γ)reaction were reported in logarithmically equidistant energy bins with 20 bins per energy decade with a total uncertainty of 5.4%-7.0% in this study and described in terms of average resonance parameters using a Hauser-Feshbach calculation with *** point-wise cross sections and the average resonance parameters showed fair agreement with the evaluated values of the ENDF/B-Ⅷ.0 library in the energy region studied.

关键词： ^(169)Tm(n,γ)^(170)Tm reaction capture cross section PHWT CSNS Back-n white neutron source

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窗口声阻抗对锆相变动力学的影响

物理学报 2018年第7期67卷 26-33页

作者：种涛王桂吉谭福利赵剑衡唐志平中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900 中国科学技术大学近代力学系合肥230027

基于磁驱动加载装置CQ-4开展了锆的斜波压缩相变实验,研究了锆样品后表面窗口声阻抗对相变波形的影响.实验结果显示,锆后表面为较低声阻抗窗口(自由面和liF窗口)时,相变起始对应的特征粒子速度约331.0 m/s,而高阻抗蓝宝石窗口时,特征粒... 详细信息

基于磁驱动加载装置CQ-4开展了锆的斜波压缩相变实验,研究了锆样品后表面窗口声阻抗对相变波形的影响.实验结果显示,锆后表面为较低声阻抗窗口(自由面和liF窗口)时,相变起始对应的特征粒子速度约331.0 m/s,而高阻抗蓝宝石窗口时,特征粒子速度约301.9 m/s,特征速度对应的压力从约9.14 GPa下降到8.27 GPa.相变对应的速度特征拐点是与多种因素相关的实验信息,因此它对应的压力并不是材料属性参数相变压力.结合基于热力学Helmholtz自由能的多相状态方程和非平衡相变动力学方程开展了锆的相变动力学数值模拟研究,相变弛豫时间为30 ns,计算结果与三种情况的实验结果符合良好,可以较好地模拟斜波压缩下锆的弹塑性转变、相变等物理过程.在压力-比容和温度-压力热力学平面,相变前锆的准等熵线与冲击绝热线差异很小,相变后准等熵线都位于冲击绝热线下方,随着压力的增加准等熵线和冲击绝线偏差越来越大,温度-压力平面中在20 GPa时相差约100 K.相变开始后,由于相变引起比容的间断,导致锆的拉氏声速迅速下降约7%,相变完成后拉氏声速恢复到体波声速.

关键词：多相状态方程相变斜波压缩声阻抗

Hybrid fluid–particle modeling of shock-driven hydrodynamic instabilities in a plasma

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Matter and Radiation at Extremes 2021年第3期6卷 24-32页

作者： Hong-bo Cai Xin-xin Yan Pei-lin Yao Shao-ping Zhu institute of Applied physics and Computational Mathematics Beijing 100094China Center for Applied physics and Technology HEDPSand College of EngineeringPeking UniversityBeijing 100871China Center for Applied physics and Technology HEDPSSchool of Physicsand College of EngineeringPeking UniversityBeijing 100871China Department of engineering physics Tsinghua UniversityBeijing 100084China Graduate School China Academy of Engineering PhysicsP.O.Box 2101Beijing 100088China Science and Technology on Plasma physics Laboratory Laser Fusion Research CenterCAEP621900 MianyangChina

Shock-driven hydrodynamic instabilities in a plasma usually lead to interfacial mixing and the generation of electromagnetic fields,which are nonequilibrium processes coupling kinetics with meso-and macroscopic *** understanding and modeling of these physical processes are very challenging tasks for single-fluid hydrodynamic *** work presents a new framework that incorporates both kinetics and hydrodynamics to simulate shock waves and hydrodynamic instabilities in high-density *** this hybrid code,ions are modeled using the standard particle-in-cell method together with a Monte Carlo description of collisions while electrons are modeled as a massless fluid,with the electron heat flux and fluid–particle energy exchange being considered in the electron pressure *** high-density plasmas,Maxwell’s equations are solved using Ohm’s law instead of Ampere’s *** hybrid algorithm retains ion kinetic effects and their consequences for plasma interpenetration,shock wave propagation,and hydrodynamic ***,we investigate the shock-induced(or gravity-induced)turbulent mixing between a light and a heavy plasma,where hydrodynamic instabilities are initiated by a shock wave(or gravity).This study reveals that self-generated electromagnetic fields play a role in the formation of baroclinic vorticity along the interface and in late-time mixing of the *** results confirm the ability of the proposed method to describe shock-driven hydrodynamic instabilities in a plasma,in particular,nonequilibrium processes that involve mixing and electromagnetic fields at the interface.

关键词： hydrodynamic shock mixing

激波加载初始非均匀气体流场界面不稳定性数值模拟

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气体物理 2017年第4期2卷 7-28页

作者：柏劲松王涛肖佳欣汪兵邹立勇刘金宏李平中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

流体力学界面不稳定性及其后期的界面混合现象,是一种十分复杂的多尺度非线性物理问题,在惯性约束聚变、天体物理以及水中爆炸等领域有着广泛的应用前景,对该问题的研究不仅具有很高的学术价值,而且对促进相关领域的发展具有重要意义.... 详细信息

流体力学界面不稳定性及其后期的界面混合现象,是一种十分复杂的多尺度非线性物理问题,在惯性约束聚变、天体物理以及水中爆炸等领域有着广泛的应用前景,对该问题的研究不仅具有很高的学术价值,而且对促进相关领域的发展具有重要意义.中国工程物理研究院流体物理研究所基于Euler有限体积方法,发展了适用于可压缩多介质黏性流动具有多亚格子尺度模型的大涡模拟程序MVFT,并评估分析了不同亚格子尺度模型对界面不稳定性及界面混合的模拟能力;提出了流场非均匀性对R-M不稳定性影响的问题,并在激波驱动轻重气体双模扰动R-M界面不稳定性实验中成功应用并解读了新的实验现象和规律,在此基础上进而开展了反射激波作用下两种初始非均匀流场界面不稳定性引起的界面混合数值模拟研究,探讨了流场非均匀性对激波反射后强非线性阶段界面不稳定性发展、演化规律的影响,近期还对非均匀流场R-M不稳定性的演化规律、初始流场非均匀性和初始扰动效应及其影响的物理机制进行了分析和研究.

关键词：流体动力学 R-M界面不稳定性界面混合大涡模拟非均匀流场

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包装装备跌落撞击缓冲特性分析

装备环境工程 2021年第5期18卷 94-99页

作者：刘平白永钢中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621900

目的获得尺寸和质量最小的缓冲结构。方法基于能量守恒原理,建立包装装备缓冲结构撞击环境缓冲特性理论分析的数学模型,获得正撞和侧撞工况下缓冲结构尺寸和防护效果的变化关系。研究采用新型泡沫填充蜂窝材料的缓冲结构设计,优选泡沫... 详细信息

目的获得尺寸和质量最小的缓冲结构。方法基于能量守恒原理,建立包装装备缓冲结构撞击环境缓冲特性理论分析的数学模型,获得正撞和侧撞工况下缓冲结构尺寸和防护效果的变化关系。研究采用新型泡沫填充蜂窝材料的缓冲结构设计,优选泡沫填充蜂窝材料参数。建立缓冲结构撞击环境的物质点法计算模型,开展高速撞击的数值仿真。分析包装装备在撞击环境下的吸能效果,获得被保护产品的速度变化曲线。结果在不同撞击姿态的撞击环境下,缓冲结构尺寸随撞击能量的增大而增大,缓冲材料密度减小和平台应力增大可减小缓冲结构尺寸。优选密度为600 kg/m3的泡沫填充蜂窝材料,可使得缓冲结构尺寸和质量最小,相比于传统木材,可降低质量约49%。物质点数值计算分析验证了该缓冲结构可将高速撞击速度降低到目标低速撞击水平。结论采用泡沫铝填充蜂窝吸能材料的缓冲结构,满足撞击环境缓冲防护的安全性需求,可大幅降低整体质量。

关键词：缓冲结构能量守恒物质点法泡沫铝填充蜂窝材料

准等熵加载下PBXC03炸药起爆响应特性实验研究

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北京理工大学学报 2018年第8期38卷 792-796页

作者：刘海庆段卓平蔡进涛欧卓成王桂吉黄风雷北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中国工程物理研究院四川绵阳621900

为了探寻在准等熵加载下炸药的起爆响应特性和爆轰成长规律问题,利用磁驱动加载设备CQ-4装置和多路光子多普勒测速技术PDV,建立了炸药1维准等熵加载起爆响应试验测试系统.在1次准等熵加载下获得5个不同厚度的高聚物粘结炸药PBXC03响应... 详细信息

为了探寻在准等熵加载下炸药的起爆响应特性和爆轰成长规律问题,利用磁驱动加载设备CQ-4装置和多路光子多普勒测速技术PDV,建立了炸药1维准等熵加载起爆响应试验测试系统.在1次准等熵加载下获得5个不同厚度的高聚物粘结炸药PBXC03响应背面粒子速度时间历史,得到炸药准等熵加载起爆爆轰成长特性.实验结果表明,获取的各个厚度炸药样品背面的粒子速度波形干净,细节清楚.准等熵加载进入炸药后,在传播的过程中首先由于波的追赶作用而形成前导冲击波.而且,准等熵加载下起爆机制与冲击起爆机制存在明显的差异,准等熵加载在较强冲击波形成前,热点形成较少,炸药几乎不发生反应;形成较强冲击波后,炸药响应表现为由热点机制主导的冲击起爆爆轰成长特性.

关键词：爆炸力学高聚物粘结炸药准等熵加载实验起爆响应特性

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颗粒增强金属基复合材料的强化机理研究现状

材料工程 2018年第12期46卷 28-37页

作者：叶想平李英雷翁继东蔡灵仓刘仓理中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室四川绵阳621999 中国工程物理研究院四川绵阳621999

本文总结了较低颗粒体积分数(≤14%)的颗粒增强金属基复合材料中主要存在的Orowan强化应力、位错强化应力、颗粒承载强化应力和其他强化应力的理论研究现状,以及各项强化应力之间的耦合关系。得出以下结论:(1)降低颗粒尺寸、提高颗粒体... 详细信息

本文总结了较低颗粒体积分数(≤14%)的颗粒增强金属基复合材料中主要存在的Orowan强化应力、位错强化应力、颗粒承载强化应力和其他强化应力的理论研究现状,以及各项强化应力之间的耦合关系。得出以下结论:(1)降低颗粒尺寸、提高颗粒体积分数和提高颗粒分布均匀性能够同时提高Orowan强化应力和位错强化应力,提高颗粒体积分数还能够提高颗粒承载强化应力;(2)采用微观非均匀分布的颗粒包围金属基体的材料设计方法,通过提高颗粒承载强化应力和提供塑性形变区,能够进一步提高复合材料屈服强度和延展性;(3)晶界强化效应和晶格摩擦应力对复合材料屈服强度也有贡献,但较少通过增强这两项强化效应提高复合材料屈服强度,通常可忽略复合材料中的固溶强化效应;(4)各项强化应力的耦合关系存在线性叠加、乘积叠加和均方根叠加3种形式。线性叠加和乘积叠加适用于纳米颗粒增强金属基复合材料,其中乘积叠加关系应用效果更好;均方根叠加主要应用于微米级颗粒增强金属基复合材料。

关键词：颗粒增强金属基复合材料强化机理 Orowan强化位错强化颗粒承载强化