• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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伍俊英, 郑富德, 姚雨乐, 李钧剑, 刘瑞政, 刘丹阳. 金属桥箔电爆炸驱动飞片过程流场瞬态观测与数值模拟[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0037
引用本文: 伍俊英, 郑富德, 姚雨乐, 李钧剑, 刘瑞政, 刘丹阳. 金属桥箔电爆炸驱动飞片过程流场瞬态观测与数值模拟[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0037
WU Junying, ZHENG Fude, YAO Yule, LI Junjian, LIU Ruizheng, LIU Danyang. Transient observation and numerical simulation study on the flow field of flyer driven by the electric explosion of metal foil[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0037
Citation: WU Junying, ZHENG Fude, YAO Yule, LI Junjian, LIU Ruizheng, LIU Danyang. Transient observation and numerical simulation study on the flow field of flyer driven by the electric explosion of metal foil[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0037

金属桥箔电爆炸驱动飞片过程流场瞬态观测与数值模拟

doi: 10.11883/bzycj-2025-0037
基金项目: 爆炸科学与安全防护全国重点实验室开放基金项目(KFJJ20-04M);

Transient observation and numerical simulation study on the flow field of flyer driven by the electric explosion of metal foil

  • 摘要: 金属桥箔电爆炸驱动绝缘飞片的冲击起爆与点火技术在武器装备的起爆与点火系统中得到了广泛应用。为弥补现有研究对飞片运动过程中流场演化规律描述不足的缺陷,促进该技术向能量高效利用以及小型化等方面发展,本文搭建了双脉冲激光纹影瞬态观测实验系统,获得了不同时刻下流场的密度分布以及飞片的运动距离,同时,建立了金属桥箔电爆炸驱动飞片运动过程的二维轴对称流体动力学计算模型与计算方法并进行了相应的数值模拟计算,计算充分考虑了加速膛内外流场在飞片运动、冲击波压缩以及高温高压等离子体膨胀等作用下的演化规律,采用相变分数法描述桥箔由固态到等离子体态的转变,采用等离子体状态方程描述等离子体的状态,采用动网格模型描述飞片的运动。计算与实验得到的流场密度分布具有较好的贴合性,且飞片运动距离和飞片运动速度的最大误差分别为6.1%与8.1%,验证了计算模型与计算方法的准确性。研究结果表明:电容为0.33 μF、起爆电压为2800 V时,研究范围内,流场压强最大值基本维持在1×10 7 Pa左右;流场温度逐渐从516 ns时刻的9950 K降低到2310 ns时的3100 K;流场等离子体相分布逐渐由扁平状发展为长条状,等离子体向与飞片运动垂直方向的最大扩散距离为0.8 mm。1360 ns后,由于飞片突破冲击波波阵面,流场压强分布与温度分布的前端突起。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-02-14
  • 网络出版日期:  2025-07-16

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