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2018第十二届全国爆炸力学学术会议

作者：王翔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实验室四川绵阳621999

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界面邻近效应对激波诱导重气柱演化的影响

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高压物理学报 2025年第5期39卷 1-13页

作者：杨欢欢张恩来李欣竹邹立勇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全国重点实验室四川绵阳621999

针对实际应用中激波与物质近表面杂质及孔洞等相互作用中的界面邻近效应,通过数值模拟开展了下游平面重-轻界面对激波诱导重气柱演化影响的简化机理研究。结果表明,激波冲击气柱形成的衍射和透射波系依次冲击下游界面,在气柱与下游界面... 详细信息

针对实际应用中激波与物质近表面杂质及孔洞等相互作用中的界面邻近效应,通过数值模拟开展了下游平面重-轻界面对激波诱导重气柱演化影响的简化机理研究。结果表明,激波冲击气柱形成的衍射和透射波系依次冲击下游界面,在气柱与下游界面之间形成来回反射的波系结构,这些波系不仅影响气柱的界面演化,而且在下游界面诱导产生射流。在不同的界面间距条件下,气柱外部衍射波系在下游界面的反射波系不同,这些反射波系及气柱内部聚焦波系冲击气柱右极点的先后顺序也存在差异。当界面间距较小时,气柱射流可以穿透气柱与下游界面之间的间隙流体,并与下游界面射流耦合,显著促进气柱射流的演化。随着界面间距的增大,射流耦合现象逐渐减弱,重气柱演化涡对抑制了气柱射流的发展。当界面间距进一步增大时,气柱射流又会因下游界面反射稀疏波系的拉伸作用而被促进。此外,在不同的界面间距条件下,下游界面的存在均对气柱界面宽度、高度的发展及环量沉积起到促进作用。

关键词：激波 Richtmyer-Meshkov不稳定性气柱射流微喷射环量

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高温高压条件下聚合物的状态方程和相变

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高压物理学报 2025年第2期39卷 8-20页

作者：苏琪琦李蕾李俊胡建波耿华运柳雷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全国重点实验室四川绵阳621999

聚合物是现代社会最实用的材料之一,也是含能材料领域的研究热点之一。随着应用范围的不断拓展,聚合物材料的服役环境日益极端。然而,到目前为止,人们对聚合物在高温高压极端条件下的状态方程和结构相变等重要物性还知之甚少,一定程度... 详细信息

聚合物是现代社会最实用的材料之一,也是含能材料领域的研究热点之一。随着应用范围的不断拓展,聚合物材料的服役环境日益极端。然而,到目前为止,人们对聚合物在高温高压极端条件下的状态方程和结构相变等重要物性还知之甚少,一定程度上限制了聚合物在更广阔领域的应用。聚合物自身的混合相态和多尺度分级结构给其在极端条件下的结构和物性研究带来了巨大的挑战。本文概述了近年来高温高压条件下聚合物状态方程和相变研究领域的进展,指出了目前聚合物状态方程和相变研究所面临的问题,以及现有实验技术的局限性,最后,从实验上提出了相关问题的潜在解决方法,希望对今后高温高压极端条件下聚合物状态方程和相变研究有所裨益。

关键词：聚合物高温高压状态方程相变

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环氧树脂辐射损伤行为研究进展

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辐射研究与辐射工艺学报 2025年第2期43卷 18-30页

作者：孙安苇杨佳刘艺高志鹏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全国重点实验室绵阳621999

环氧树脂因耐腐蚀性强、耐热性好、力学强度高及电绝缘性能优异等优点,被广泛应用于核工业、高能加速器以及深太空探索领域。而这些应用环境中的电离辐射将破坏环氧树脂的三维网状结构,严重影响服役性能,这对其可靠性评估提出严峻地考验... 详细信息

环氧树脂因耐腐蚀性强、耐热性好、力学强度高及电绝缘性能优异等优点,被广泛应用于核工业、高能加速器以及深太空探索领域。而这些应用环境中的电离辐射将破坏环氧树脂的三维网状结构,严重影响服役性能,这对其可靠性评估提出严峻地考验,因此,阐明辐射损伤行为成为必然需求。本文综述了近些年来关于环氧树脂辐射损伤的研究进展,重点分析了不同辐照条件下的交联和裂解反应对环氧树脂化学结构及性能(力学性能、热稳定性、导热性能、电气性能等)的影响。最后,结合目前环氧树脂辐射损伤研究方面存在的不足,展望了未来需要着重关注的研究方向。

关键词：环氧树脂辐射损伤辐射交联辐射裂解性能老化

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端到端机器学习代理模型构建及其在爆轰驱动问题中的应用

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爆炸与冲击 2025年第05期45卷 21-32页

作者：柏劲松刘洋陈翰钟敏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全国重点实验室

人工智能/机器学习方法能够发现数据中隐藏的物理规律，构建状态参数与动态结果之间端到端的代理模型，可高效解决强耦合、非线性、多物理等复杂工程问题。在高度非线性的爆炸与冲击动力学领域，选择了一个经典的爆轰驱动问题作为研究... 详细信息

人工智能/机器学习方法能够发现数据中隐藏的物理规律，构建状态参数与动态结果之间端到端的代理模型，可高效解决强耦合、非线性、多物理等复杂工程问题。在高度非线性的爆炸与冲击动力学领域，选择了一个经典的爆轰驱动问题作为研究对象，以数值模拟结果作为机器学习代理模型的训练数据，将正向模拟与逆向设计有机结合起来，基于深度神经网络技术，构建了特征位置速度剖面、材料动态变形与工程因素之间端到端的代理模型，给出了代理模型的计算精确度，验证了代理模型从速度剖面反演工程因素的能力。结果表明：端到端代理模型具有较高的预测能力，其预测的速度剖面与工程因素估计的相对误差均小于1%，可用于高度非线性的爆炸与冲击动力学问题的快速设计、高精度预测和敏捷迭代。

关键词：计算爆炸力学爆轰驱动人工智能机器学习端到端代理模型深度神经网络

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极端条件下含能材料的模拟研究思考

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高压物理学报 2025年第1期39卷 17-43页

作者：姬广富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全国重点实验室四川绵阳621999

含能材料在军事、民用和航天等领域具有广泛应用,极端条件下其物理化学性质会发生显著变化。通过模拟研究预测和优化含能材料性能具有重要意义,包括性能预测、优化设计、安全评估、成本效率控制等。为此,综述了极端条件下含能材料的研... 详细信息

含能材料在军事、民用和航天等领域具有广泛应用,极端条件下其物理化学性质会发生显著变化。通过模拟研究预测和优化含能材料性能具有重要意义,包括性能预测、优化设计、安全评估、成本效率控制等。为此,综述了极端条件下含能材料的研究背景、基本性质、模拟研究方法及进展、关键问题以及相关实验研究进展。其中,详细介绍了量子力学、分子动力学、蒙特卡罗和有限元等模拟方法及其研究进展,阐述了高压、高温、激光作用和界面效应等极端条件下模拟研究的关键问题,并列举了含能材料在撞击感度、化学释能规律、3D打印、绿色电合成、爆轰机理和超高含能材料合成等方面的实验研究进展。通过遴选代表性研究,展示了模拟研究在实际问题中的应用和解决方案。同时,介绍了一些最新研究成果,以反映该领域的最新进展和未来趋势。此外,详细讨论了跨学科研究的实现方式以及含能材料在极端条件下的安全性问题,包括可能的风险和预防措施。

关键词：含能材料极端条件模拟研究高压高温激光作用

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基于频域干涉法测量激光加载亚微米铝膜的冲击参数

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高压物理学报 2025年第4期39卷 1-8页

作者：陶天炯翁继东王翔刘盛刚马鹤立李成军贾兴陈龙吴建唐隆煌陈永超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全国重点实验室四川绵阳621999

针对镀于石英上的亚微米铝膜样品,将飞秒激光(脉宽35 fs、能量0.5 mJ、中心波长800 nm)聚焦其表面,通过激光烧蚀引起铝的快速热膨胀,驱动冲击波传播,使铝样品获得高压加载。透过铝样品背面的石英窗口,采用频域干涉技术,同时测量了冲击... 详细信息

针对镀于石英上的亚微米铝膜样品,将飞秒激光(脉宽35 fs、能量0.5 mJ、中心波长800 nm)聚焦其表面,通过激光烧蚀引起铝的快速热膨胀,驱动冲击波传播,使铝样品获得高压加载。透过铝样品背面的石英窗口,采用频域干涉技术,同时测量了冲击径向位移轮廓、粒子速度和冲击波传播速度。通过监测脉冲能量和打靶位置,提高了多发次实验的重复性。采用相位比较算法对实验数据进行分析,实现了亚纳米级的位移分辨率和亚皮秒级的时间分辨率,成功地获得了铝膜在约130 GPa压力下的界面冲击轮廓演化历史。

关键词：冲击波飞秒激光频域干涉物态方程

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退火态增材制造AlSi10Mg合金在极端条件下的力学行为

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爆炸与冲击 2025年第3期45卷 37-52页

作者：张权陈剑斌史同亚汪小锋南小龙王永刚宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211 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全国重点实验室四川绵阳621999

采用激光选区熔化技术制备AlSi10Mg合金并对其进行去应力退火处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射技术研究了合金的微观组织。为了解宽应变率和宽温度耦合作用对AlSi10Mg合金力学行为的影响,通过配有环境温箱的万能试... 详细信息

采用激光选区熔化技术制备AlSi10Mg合金并对其进行去应力退火处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射技术研究了合金的微观组织。为了解宽应变率和宽温度耦合作用对AlSi10Mg合金力学行为的影响,通过配有环境温箱的万能试验机和分离式霍普金森压杆分析了AlSi10Mg合金在极端条件下的力学行为。结果表明:AlSi10Mg合金具有精细的胞状-枝晶微观结构,主要包含α-Al相和Si相,经退火处理后,微观组织由断续的、呈链状分布的共晶Si颗粒构成。AlSi10Mg合金在室温、应变率为0.002~4800 s^(-1)时,呈现出应变率强化效应,且在不同的应变率范围内具有不同的敏感性;在173 K下具有更高的屈服强度和流动应力;当温度为173~243 K时,流动应力对温度不敏感;而温度为293~573 K时,温度敏感性显著提高,合金软化效应随着温度的升高而加剧。基于实验结果拟合得到修正的J-C本构模型并对其进行了验证,该模型可较好地反映材料在高、低温和不同应变率下的力学行为。

关键词：激光选区熔化 AlSi10Mg合金微观组织力学行为修正的J-C本构模型

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C_(3)N_(4)热化学状态方程的研究及应用初探

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高压物理学报 2025年第5期39卷 14-24页

作者：陈玉兰裴红波郭文灿刘福生甘云丹李星翰西南交通大学物理科学与技术学院四川成都610031 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全国重点实验室四川绵阳621999 西安近代化学研究所陕西西安710065

C_(3)N_(4)在超硬材料合成和光催化等领域具有广泛的应用,然而,其在高温高压下的相变和物理行为尚未完全清楚,研究其热化学状态方程十分必要。利用分解相边界及常温压缩线数据,提出了一种定量研究C_(3)N_(4)热化学状态方程的高精度、低... 详细信息

C_(3)N_(4)在超硬材料合成和光催化等领域具有广泛的应用,然而,其在高温高压下的相变和物理行为尚未完全清楚,研究其热化学状态方程十分必要。利用分解相边界及常温压缩线数据,提出了一种定量研究C_(3)N_(4)热化学状态方程的高精度、低成本的新方法。对C_(3)N_(4)的石墨相和正交相建立了三项式热化学状态方程,由此计算的诸多物理量与第一性原理计算结果及实验结果吻合良好,证明了热化学状态方程的可靠性。利用C_(3)N_(4)热化学状态方程,对特定温度压力下C_(3)N_(4)的争议相进行了初步判断。此外,将C_(3)N_(4)热化学状态方程加入新型富氮炸药5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟铵(TKX-50)的爆轰参数计算中,显著降低了TKX-50爆轰参数计算值与实验值之间的误差,为新型炸药爆轰机理研究提供了新的参考方向。

关键词： C_(3)N_(4) 热化学状态方程相边界富氮炸药

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微波非侵入式液位检测研究

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传感器与微系统 2025年第1期44卷 51-54页

作者：王少娜赵东阳唐隆煌石嘉王翔牛萍娟天津工业大学电子与信息工程学院天津市光电检测技术与系统重点实验室天津300387 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

瓶装液位情况是工业生产中较为关注的参数。针对现有的液位检测方法不适于非透明材质的瓶体或受限于安全性等问题,提出利用微波强穿透性、非接触、无损伤的特性搭建液位检测系统对瓶装液位进行检测。首先,在瓶体静态放置条件下通过改变... 详细信息

瓶装液位情况是工业生产中较为关注的参数。针对现有的液位检测方法不适于非透明材质的瓶体或受限于安全性等问题,提出利用微波强穿透性、非接触、无损伤的特性搭建液位检测系统对瓶装液位进行检测。首先,在瓶体静态放置条件下通过改变液位进行电压值的测量,根据电压值的变化情况得出微波天线测量液位的敏感区域;然后,将液位值调整在微波天线测量的敏感范围内,启动传送带分析在动态场景中液位检测的响应时间。实验结果表明:该检测系统能够明显区分在1.5 cm变化范围内的液位值,检测精度优于1 mm,同时可满足工业现场对于检测速度的要求,能够适应灌装生产线的检测需要。

关键词：瓶装液体液位检测微波非侵入式测量

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