波阻抗梯度飞片超高速发射的数值模拟

研究波阻抗梯度飞片的超高速发射特性.应用LS-DYNA有限元程序对波阻抗梯度飞片超高速发射二级飞片的过程进行了数值模拟,计算了二级飞片的压力剖面和速度曲线.研究结果表明,当梯度飞片被聚碳酸酯(Lex-an)封装时,二级飞片的最终发射速度可以达到波阻抗梯度飞片初始加载速度的1.63倍,并且所设计的波阻抗梯度飞片能够实现对二级飞片的准等熵加载.     

基于贝叶斯理论的振幅随偏移距变化三参数同步反演

受多种因素的影响,常规叠后地震道波阻抗反演不能得到可靠的波阻抗及其他岩性信息,而叠前波阻抗反演却可以得到比常规叠后波阻抗反演更丰富、更有效的岩性信息.为此建立了振幅随偏移距变化(AVO)波阻抗反演公式的一阶差分模型及褶积模型,推导了基于贝叶斯理论的AVO波阻抗反演公式,给出了采用Huber分布作为模型参数的先验分布及测井数据的参数协方差矩阵作为约束条件的实现方法,并利用共轭梯度法计算了纵、横波阻抗及密度.结果表明,利用该方法可提高叠前反演问题的稳定性和反演结果的可靠性,反演得到的纵、横波阻抗及密度可用来进一步计算流体及孔隙度等信息,为岩性及含油气性解释提供可靠依据.     

金属桥箔电爆炸驱动飞片过程数值模拟研究

为研究金属桥箔电爆炸等离子体驱动飞片全过程中飞片的性能特征和影响规律,建立了金属桥箔电爆炸驱动飞片全过程的多相流数值计算模型,并进行了数值模拟计算.计算中,利用了相变分数描述金属桥箔由固相到等离子体相的相态转变,采用了考虑粒子数目变化及粒子间库仑作用的高温高压等离子体状态方程描述电爆炸等离子体的形成和运动行为,采用了动网格模型描述飞片的运动.将计算结果与实验结果进行对比分析,计算得到的飞片速度值与实验值的误差小于5%,表明计算模型的准确性较好.基于该计算模型,对总面积相同的双体阵列桥箔和单体桥箔电爆炸等离子体驱动飞片过程进行了数值模拟,计算结果表明,由于阵列桥箔电爆炸过程中等离子体和冲击波的叠加汇聚作用,提高了能量转化效率,使得等离子体及冲击波流场对飞片的驱动力增加,从而提高了飞片的速度.等离子体流场对飞片表面的烧蚀厚度约为0.1μm,飞片的完整性较好.     

基于贝叶斯理论的振幅随偏移距变化三参数同步反演

受多种因素的影响，常规叠后地震道波阻抗反演不能得到可靠的波阻抗及其他岩性信息，而叠前波阻抗反演却可以得到比常规叠后波阻抗反演更丰富、更有效的岩性信息。为此建立了振幅随偏移距变化（AVO）波阻抗反演公式的一阶差分模型及褶积模型，推导了基于贝叶斯理论的AVO波阻抗反演公式，给出了采用Huber分布作为模型参数的先验分布及测井数据的参数协方差矩阵作为约束条件的实现方法，并利用共轭梯度法计算了纵、横波阻抗及密度。结果表明，利用该方法可提高叠前反演问题的稳定性和反演结果的可靠性，反演得到的纵、横波阻抗及密度可用来进一步计算流体及孔隙度等信息，为岩性及含油气性解释提供可靠依据。     

波阻抗梯度材料超高速正/反撞击下防护特性研究

为分析梯度分布对波阻抗梯度材料超高速撞击防护特性的影响,针对梯度分布为钛合金/铝合金/镁合金的波阻抗梯度材料,设计开展了以钛合金为撞击面（正撞击）、镁合金为撞击面（反撞击）的超高速撞击实验与数值模拟研究.研究获得了实验条件下防护结构碎片云特性及后墙损伤特性,并借助数值模拟,深入分析了不同撞击条件下弹靶冲击压力特性、内能转化特性.结果表明,正撞击有利于增大弹靶冲击压力,促进动能向内能的转化,从而提高防护能力.     

一种金属电爆炸驱动飞片的速度评估方法

针对爆炸箔起爆系统,建立了一套基于压电薄膜估算飞片瞬时速度的实验方法.利用压电薄膜测试了飞片的平均速度,并与1维飞片速度模型的理论结果进行比较.飞片平均速度的误差在10%以内,说明1维速度模型满足计算精度要求.同时,利用飞片速度的理论结果研究了飞片的平均速度与瞬时速度的关系,结果表明,飞片瞬时速度与平均速度近似呈正比例关系.这样就可以利用压电薄膜法估算出飞片的瞬时速度.     

双脉冲激光驱动飞片实验与理论计算

飞片速度是衡量激光驱动飞片起爆能力的重要指标,如何在有限的激光能量密度下提高飞片速度是需要研究的关键问题之一.本文进行了双脉冲激光驱动飞片实验,采用将激光分束再汇聚的方法,实现双脉冲激光驱动飞片过程;采用激光纹影高速照相法,观测了不同时刻下飞片的形态和位置,给出了飞片运动速度.推导了双脉冲激光驱动飞片速度的理论计算公式,计算了不同激光能量和脉冲间隔下飞片的速度.研究发现,在相同激光能量下,采用适当时间间隔的双脉冲激光,可以提高飞片对激光的能量吸收率,从而提高飞片速度.     

细化粉体炸药飞片起爆感度的实验研究

运用设计的飞片起爆试验装置对HMX、PETN、HNS三种细化粉体炸药的飞片起爆特性进行了试验研究.研究表明细化粉体炸药的飞片起爆感度明显高于普通炸药,并且得出在炸药的飞片起爆过程中,爆轰成长阶段起着决定作用.     

一个描述强激光驱动飞片高速运动的Gurney模型

在Gurney模型的基础上,结合变质量体系的动力学方程,提出了一种简单地描述在真空环境中强激光驱动飞片高速运动的计算模型．以强激光驱动铝飞片为例,根据一组飞片厚度（10μm）的速度实验结果,确定了模型中的激光／飞片能量耦合参数,并且通过与其他不同厚度飞片的实验结果比较表明,该模型在较宽的激光加栽强度范围内,对飞片运动的速度均有比较好的描述和预测能力,该模型具有一定的普适性．     

气炮发射获得超高速碰撞器的数值模拟研究进展

航天器结构防护的实验研究需要将克量级的金属飞片加速到10 km/s左右的超高速状态,目前中国工程物理研究院流体物理研究所在二级轻气炮装置上对这一关键技术取得了突破性进展,成功将克量级的LY12铝飞片驱动加速到11.0 km/s,将克量级的高密度Ta和Pt飞片分别驱动加速到约10.0 km/s和9.0 km/s.本文简要回顾了我们近年来的实验研究结果,并利用研制的高精度MFPPM计算程序对气炮加载驱动超高速飞片过程进行数值模拟,给出的飞片自由面速度与实验测量结果基本一致.考虑到超高速碰撞效应涉及物质熔化、汽化和等离子状态等宽区物态方程问题,进一步发展了具有自主知识产权的LSFC欧拉型计算程序,在气炮加载驱动超高速飞片问题中对其进行了验证,其计算结果与MFPPM的计算结果基本吻合,拟进一步发展后将其应用于超高速空间碎片及其防护的数值模拟研究.     

Fabrication of W-Mo-Ti system flier-plate with graded impedance for generating quasi-isentropic compression

A fully dense W-Mo-Ti system flier-plate with graded impedance in its thickness direction was successfully fabricated by the method of powder metallurgy. The result of the impact experiment on a light gas gun showed that dynamic quasi-isentropic compression has been created.     

基于信号完整性分析的阻抗匹配问题研究

在信号完整性问题越来越被人们所关注的背景下,阐述了阻抗匹配与信号完整性之间的关系,探究了阻抗匹配的原因、目的,以及应用于电路设计的一些经验法则.介绍了在电路设计中实现阻抗匹配的部分方法.并在此基础上,对两个电路进行了ADS仿真分析,验证了两条电路设计经验法则.     

基于辐射噪声线谱削峰的双层加肋圆柱壳结构声学设计

为降低水下航行器辐射噪声线谱,提出了一种弱辐射双层加肋圆柱壳结构. 采用机械阻抗理论分析了环肋圆柱壳模态响应幅值控制机理;引入圆截面内运动假设,利用模态展开法推导了环肋径向机械阻抗表达式;基于阻抗失配、波形转换原理,设计了阻抗加强环肋模型,并利用波动理论分析了其隔振性能;考虑壳间托板的强耦合作用,对托板进行了阻波设计. 将阻抗增强肋骨和复合阻波托板联合应用到双层壳结构声学设计中,数值分析了设计前后双层壳振动与声辐射性能. 结果表明:提出的新型双层加肋圆柱壳能有效实现辐射噪声线谱削峰,振动均方速度、辐射声功率和辐射声压大幅降低,具有显著的减振降噪效果.      

超声电缆与探头的最佳匹配方法

超声波采油和管道清洗施工均需要特殊的长距离电缆．为使激励源产生的高频电能量能够有效地经电缆长距离传输到探头上,必须首先解决电缆与探头间的匹配问题．利用探头的集总参数和电缆的分布参数模型研究了电缆输入阻抗随频率和电缆长度的变化规律．在探头的谐振频率处,电缆的特征阻抗与探头的动态阻抗相等时,电缆与探头是最佳匹配;不相等时,电缆的输入阻抗或导纳均随频率变化,具有一系列的峰值．导纳的峰值对应1／2波长,阻抗的峰值对应1／4波长．用4294A阻抗分析仪测量到了这些峰值,频率越高其峰值越小．电缆接探头后,这些峰值向低频移动．考虑到大功率超声电源内阻较小,电缆与探头匹配时,应使电缆长度为1／2波长附近,导纳的极大值位于探头的谐振频率处．并联匹配电感用于抵消探头导纳的虚部．     

弹性波在功能梯度材料中的传播

对弹性波在功能梯度材料中的传播速度问题进行了研究.利用积分变量代换,建立了功能梯度材料中波动变系数微分方程.借助于数值计算手段对功能梯度材料弹性模量和密度按指数形式递增、递减分布两种情况的波动变系数微分方程进行了求解,从中分离出波速.得到了功能梯度材料中弹性波的波速变化曲线,讨论了弹性波在功能梯度材料中传播时波速的变化规律,并且分析了弹性波在功能梯度材料中传播的一般性质.     

海浪统计资料对船舶波浪弯矩设计值的影响

对船舶特别是超规范船舶进行结构的直接计算设计时,设计人员应合理选择船舶航行海域的海浪长期统计资料,根据船舶的装载工况及实际可能达到的航速,借用线性理论或非线性理论进行波浪弯矩的长期预报来确定设计值．文中就一艘大型集装箱船舶,按五个典型海域的海浪统计资料,对波浪弯矩及波浪合成弯矩作了长期预报计算,并与ＩＡＣＳ的统一纵强度要求ＵＲ－Ｓ１１的结果作比较和分析,给出了对船舶结构直接计算设计有指导意义的几点结论．     

变截面声波导管等效电路研究

从特殊波动方程出发,推导出有限长变截面波导管统一的T型等效电路,并依据电路分析理论,给出阻抗转移公式.最后,讨论了指数形波导管的阻抗特性,分析了输入阻抗与负载阻抗之间的关系.结果表明,应用此公式对不同形状波导管进行分析和设计比其他方法更为简便.     

单涂层吸波材料的优化设计及偏差研究

本文通过对单涂层吸波材料内电磁波传输损耗机理的细致研究，提出了单涂层吸波材料优化设计的两项原则。结合具体实例详细说明这两项原则的具体应用，最后讨论涂层电磁参量在偏离匹配条件的情况下，对涂层吸波性能影响的具体结果分析。图３．表１，参３。     

圆形槽波导振荡器中径向盘厚度和阻抗的关系

为了实现具有较大阻抗的圆形槽波导与阻抗较小的有源器件之间的阻抗匹配,在W波段圆形槽波导振荡器中采用了径向盘结构,通过改变径向盘的厚度来调节输入阻抗的大小.用完全匹配层将圆形槽波导的开放边界截断为有限区域后,应用有限元法分析基于圆形槽波导的毫米波元件.为了避免传统的有限元方法所遇到的伪模式问题,选用了棱边元对圆形槽振荡器中的径向盘结构的输入阻抗进行数值计算.得出了频率在85～100GHz之间,对应于不同的径向盘厚度的输入阻抗.径向盘的厚度小于0.3mm时输入阻抗较小.计算结果为用于W波段圆形槽波导振荡器的径向盘的优化设计提供了依据.