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稠密可压缩气粒两相流动中的等熵声速计算建模及物理规律

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物理学报 2016年第9期65卷 187-194页

作者：陈大伟王裴蔚喜军孙海权马东军北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100094 中国工程物理研究院研究生院北京100088

气体相与颗粒相混合流场的声速研究,由于具有重要的基础理论价值与广泛的工程应用背景,逐渐受到人们重视.针对稠密可压缩气粒两相流动,综合考虑颗粒相所占空间体积以及颗粒间相互作用,推导给出了新的等熵声速计算公式;新公式包含了已有... 详细信息

气体相与颗粒相混合流场的声速研究,由于具有重要的基础理论价值与广泛的工程应用背景,逐渐受到人们重视.针对稠密可压缩气粒两相流动,综合考虑颗粒相所占空间体积以及颗粒间相互作用,推导给出了新的等熵声速计算公式;新公式包含了已有的纯气体、稀疏气粒两相流情形的计算公式作为其特例,一方面验证了公式推导的正确性,另一方面说明新公式更具有通用性;分析了不同颗粒质量分数条件下的声速变化规律,相应结果与普朗特的理论分析符合,特别对于稠密气粒两相流动工况得到了一些新的物理认识;开展了颗粒间相互作用建模参数的物理分析,揭示了其对气粒两相流动声速的影响机理.本文取得的成果为稠密可压缩气粒两相流动研究以及相关工程应用提供理论支撑.

关键词：稠密气粒两相流可压缩流等熵声速计算建模

二维拉格朗日坐标系下气粒混合双向耦合对激波流场影响的计算

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物理学报 2016年第8期65卷 256-264页

作者：陈大伟孙海权王裴蔚喜军马东军北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京100094 中国工程物理研究院研究生院北京100088

喷射颗粒与气体混合是内爆压缩领域的热点和难点.针对喷射混合中的气粒双向耦合问题,开展了理论建模、离散算法以及颗粒反馈对激波流场的影响研究.建立了拉格朗日计算框架下的数学模型;给出了耦合源项的离散算法;开展了平面及汇聚构型... 详细信息

喷射颗粒与气体混合是内爆压缩领域的热点和难点.针对喷射混合中的气粒双向耦合问题,开展了理论建模、离散算法以及颗粒反馈对激波流场的影响研究.建立了拉格朗日计算框架下的数学模型;给出了耦合源项的离散算法;开展了平面及汇聚构型条件下,气粒双向耦合的数值模拟研究;发现了颗粒反馈导致气体激波提速现象以及气区流场物理量分布形态的改变,初步获得了量化分析结果.本文建立的数学模型、计算方法和获得的新的物理认识,为深入理解喷射混合现象、解决相关工程应用问题提供了重要理论支撑.

关键词：内爆混合拉格朗日坐标系颗粒轨道模型双向耦合

bi在固液混合相区的冲击参数测量及声速软化特性

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物理学报 2018年第4期67卷 165-171页

作者：李雪梅俞宇颖谭叶胡昌明张祖根蓝强傅秋卫景海华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绵阳621900

冲击相变与熔化作为材料特性的一项重要研究内容,对于多相物态方程构建具有重要意义.本文利用追赶稀疏原理和阻滞法,基于火炮加载技术获得了17.3—28.3 GPa范围内纯铋(bi)的高精度声速数据和Hugoniot参数,分析了声速软化规律,得到固-液... 详细信息

冲击相变与熔化作为材料特性的一项重要研究内容,对于多相物态方程构建具有重要意义.本文利用追赶稀疏原理和阻滞法,基于火炮加载技术获得了17.3—28.3 GPa范围内纯铋(bi)的高精度声速数据和Hugoniot参数,分析了声速软化规律,得到固-液混合相区bi材料声速随压力的近似线性递减关系C=3.682-0.015p,并进一步确定bi的冲击熔化压力区间为18—27.4 GPa.同时,bi/Li F界面速度剖面的预期平台段在固液混合相区表现出渐进爬升的异常特征,分析认为,该现象与bi材料的非均匀熔化动力学行为及冲击熔化完成时间尺度较长有关.

关键词：声速冲击熔化界面速度剖面 bi

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场致发射影响微间隙气体放电形成的模拟

高电压技术 2020年第2期46卷 715-722页

作者：徐翱金大志王亚军陈磊谈效华中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳621999

当间隙间距达到几微米时,其击穿电压将与帕邢曲线显著偏离。文中以间隙间距4μm为典型研究对象,基于网格质点法耦合蒙特卡洛碰撞(PIC-MCC)建立这种微间隙气体放电形成过程的仿真模型,并分析了考虑与不考虑场致电子发射对这种微间隙气体... 详细信息

当间隙间距达到几微米时,其击穿电压将与帕邢曲线显著偏离。文中以间隙间距4μm为典型研究对象,基于网格质点法耦合蒙特卡洛碰撞(PIC-MCC)建立这种微间隙气体放电形成过程的仿真模型,并分析了考虑与不考虑场致电子发射对这种微间隙气体放电形成过程的影响,获得了放电形成过程中不同粒子数密度时空分布、不同粒子速度分布和电场分布等随时间的变化,最后通过分析与讨论得到了间隙间距在2~5μm左右范围时,形成微间隙气体放电过程的主要因素是阴极场致电子发射和随后的离子增强场致电子发射;而当间隙间距小于1μm时场致电子发射将会在形成微间隙气体放电过程中起到主要作用。

关键词：场致发射等离子体微间隙气体放电粒子数密度

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内爆加载金属界面不稳定性的数值分析

爆炸与冲击 2016年第6期36卷 739-744页

作者：郝鹏程冯其京胡晓棉北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室北京100088 中国工程物理研究院研究生部北京100088

采用自行研制的多介质弹塑性流体力学欧拉程序,对柱形内爆加载金属界面不稳定性进行了数值研究,数值模拟结果与文献实验数据吻合较好。数值结果表明:材料强度对界面不稳定性发展有不可忽略的抑制作用;材料屈服强度对较高模数不稳定性增... 详细信息

采用自行研制的多介质弹塑性流体力学欧拉程序,对柱形内爆加载金属界面不稳定性进行了数值研究,数值模拟结果与文献实验数据吻合较好。数值结果表明:材料强度对界面不稳定性发展有不可忽略的抑制作用;材料屈服强度对较高模数不稳定性增长的抑制较强,而剪切模量对不稳定性发展的影响相似但敏感性相对较弱;金属界面不稳定性增长存在最不稳定模数,最不稳定模数随屈服强度增加而减小,并近似与屈服强度的对数呈线性关系;随着壳的厚度减小,扰动增长加快。

关键词：流体力学界面不稳定性弹塑性内爆材料参数

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分幅变像管动态空间分辨率的标定

物理学报 2016年第9期65卷 201-207页

作者：袁铮董建军李晋陈韬张文海曹柱荣杨志文王静赵阳刘慎业杨家敏江少恩中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

为了提高激光惯性约束聚变实验二维成像诊断的精密化程度,提出了分幅变像管动态空间分辨率的标定方法.标定原理是以直边函数为物,经光学系统成像后求解系统的调制传递函数,从而获得系统的空间分辨率.在神光II装置上利用八路激光打靶产生... 详细信息

为了提高激光惯性约束聚变实验二维成像诊断的精密化程度,提出了分幅变像管动态空间分辨率的标定方法.标定原理是以直边函数为物,经光学系统成像后求解系统的调制传递函数,从而获得系统的空间分辨率.在神光II装置上利用八路激光打靶产生1—3.5keV能区的连续X射线标定源,照射高Z刀边材料,并成像到分幅变像管阴极上,分幅变像管采用脉冲选通工作模式获得动态像.对分幅变像管采集的动态图像进行处理得到系统的调制传递函数.根据调制传递函数为0.1时对应的空间截止频率,得到系统的空间分辨率为20lp/mm.根据分幅变像管的动态空间分辨理论,计算系统的极限空间分辨率为22.8lp/mm.标定结果略低于极限空间分辨率,与理论基本吻合.根据传统标定方法得到该分幅变像管的静态空间分辨率为22lp/mm,比动态空间分辨率略高.在二维成像诊断时,分幅变像管工作于动态选通模式,故动态空间分辨率的标定结果更能真实地反映其成像诊断能力.

关键词：分幅变像管动态空间分辨率调制传递函数

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低孔隙度疏松锡的高压声速与相变

物理学报 2015年第10期64卷 207-212页

作者：宋萍蔡灵仓李欣竹陶天炯赵信文王学军方茂林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、919-102信箱绵阳621900

为研究微孔洞对锡的高压相变的影响,对含亚微米孔洞的疏松锡(疏松度m=1.01)进行了冲击加载-卸载实验.利用DPS(Doppler pins system)测得了31.8—66.1 GPa冲击压力下疏松锡/Li F界面粒子的速度剖面,获得了各压力下的纵波声速与体波声速,... 详细信息

为研究微孔洞对锡的高压相变的影响,对含亚微米孔洞的疏松锡(疏松度m=1.01)进行了冲击加载-卸载实验.利用DPS(Doppler pins system)测得了31.8—66.1 GPa冲击压力下疏松锡/Li F界面粒子的速度剖面,获得了各压力下的纵波声速与体波声速,给出了该疏松锡的冲击熔化起始压力约为49.1 GPa,获得了各压力下的剪切模量与泊松比.结合密实锡与疏松锡的高压纵波声速、体波声速与剪切模量,界定密实锡的冲击熔化压力在53.5—62.3 GPa之间,高于疏松锡的值,表明微孔洞明显降低了冲击熔化压力.对密实锡准确的冲击熔化压力值还需要进一步的实验数据.测试的固态压力范围内的声速数据没有明显奇异点,表明疏松锡没有类似密实锡的固态bcc相变发生.

关键词：疏松锡声速冲击熔化相变

基于神光Ⅲ原型的整形激光直接驱动准等熵压缩实验研究

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物理学报 2015年第8期64卷 234-239页

作者：王峰彭晓世薛全喜徐涛魏惠月中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

整形激光直接驱动准等熵压缩实验技术对新材料科学、冲击波物理、地球物理学研究等领域有重要意义.设计特定的实验条件,可以将材料压缩到冲击压缩和等熵压缩都无法达到的状态,从而为材料研究提供新的技术途径.介绍了在神光III原型装置... 详细信息

整形激光直接驱动准等熵压缩实验技术对新材料科学、冲击波物理、地球物理学研究等领域有重要意义.设计特定的实验条件,可以将材料压缩到冲击压缩和等熵压缩都无法达到的状态,从而为材料研究提供新的技术途径.介绍了在神光III原型装置上开展的直接驱动准等熵压缩实验,对理论基础、实验靶型、实验结果、关键技术、实验特点和数据都进行了较详细的分析.通过实验和相应的数据处理程序,获得了加载面上压力超过400 GPa的数据,这是目前国际上用激光直接驱动的方式获得的Al材料中最高的压力.同时,对经过Li F窗口获得的表观粒子速度与真实粒子速度的关系进行了分析,获得了一条对表观粒子速度进行动态修正的曲线,从而使粒子速度的计算更加准确.对实验的改进方向进行了比较明确的分析.所提供的数据和分析过程对该领域的研究人员有一定的参考价值.

关键词：冲击波直接驱动准等熵干涉仪

CsI光阴极在10-100 keV X射线能区的响应灵敏度计算

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物理学报 2018年第8期67卷 169-175页

作者：黎宇坤陈韬李晋杨志文胡昕邓克立曹柱荣中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

为了满足10-100 keV高能X射线光电探测器研究的需要,对CsI光阴极在该能量范围的响应灵敏度进行了研究.基于高能量X射线光子与材料相互作用的物理过程,分析了康普顿散射等效应对CsI响应灵敏度的影响.推导了CsI的响应灵敏度与二次电子平... 详细信息

为了满足10-100 keV高能X射线光电探测器研究的需要,对CsI光阴极在该能量范围的响应灵敏度进行了研究.基于高能量X射线光子与材料相互作用的物理过程,分析了康普顿散射等效应对CsI响应灵敏度的影响.推导了CsI的响应灵敏度与二次电子平均逃逸深度和光阴极厚度的关系式和二次电子平均逃逸深度与入射光子能量的关系式,计算了CsI在10-100 keV范围内的响应灵敏度,计算结果与实验测试数据相符,验证了分析与推导的可靠性.根据计算可以获得不同入射X射线能量下CsI光阴极的最佳厚度,从而为高能X射线光电探测器的设计优化提供了理论参考.

关键词： CsI光阴极 X射线响应灵敏度二次电子