铝单丝在可调预脉冲作用下的Z箍缩动力学行为实验和数值模拟研究

作     者：陈紫维 吴坚 姜志远 王振宇 王威 卢元博 李阳 盛亮 CHEN ZiWei;WU Jian;JIANG ZhiYuan;WANG ZhenYu;WANG Wei;LU YuanBo;LI Yang;SHENG Liang

作者机构：西安交通大学电气工程学院西安710049 强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室西安710024 西北核技术研究所西安710024 

出 版 物：《中国科学：物理学、力学、天文学》 (Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica)

年 卷 期：2023年第53卷第7期

页      面：40-50页

核心收录：

学科分类：082704[工学-辐射防护及环境保护] 08[工学] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(编号:51922087) 陕西省自然科学基础研究计划(编号:2019JCW-04)资助项目 

主　　题：Z箍缩 预脉冲调控 动力学过程 动力学行为 辐射磁流体 

摘      要：为了研究预脉冲电流对Z箍缩内爆动力学行为的影响,本文首先基于双脉冲Z箍缩实验平台“秦-1装置研究了铝单丝Z箍缩在不同预、主脉冲间隔下的内爆特性.铝丝在预脉冲作用下被加热汽化形成芯晕结构并膨胀,在主脉冲作用下发生雪耙特性的箍缩内爆,预脉冲作用下的晕等离子体对内爆行为有显著影响.其次,基于磁流体模型计算了预脉冲作用后的密度、温度、速度分布,以及进一步主脉冲作用后的内爆壳层参量分布.计算结果的边界轨迹与实验测量基本一致,预脉冲作用下的单丝Z箍缩动力学行为可以分为晕等离子体膨胀、晕等离子体内爆、晕与丝芯共同内爆、滞止辐射4个阶段,在这种雪耙内爆特性下,洛伦兹力对壳层外部的晕层做功,热压对壳层内部的未扰动等离子体做功,形成等离子体堆积.