【摘 要】
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采用理论分析和数值模拟结合的方法对超高速碰撞产生等离子体问题进行研究.通过SPH方法,建立二维轴对称模型,求解二维轴对称形式的Navier-Stokes方程组,针对不同碰撞速度进行数值模拟,给出超高速碰撞过程中SPH粒子的内能以及密度,对比不同时刻碎片云的形状以及前板穿孔尺寸,验证超高速碰撞数值模拟的正确性;利用Thomas-Fermi模型,计算超高速碰撞过程中SPH粒子的温度,以温度为依据判断是
【机 构】
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北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京100081
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采用理论分析和数值模拟结合的方法对超高速碰撞产生等离子体问题进行研究.通过SPH方法,建立二维轴对称模型,求解二维轴对称形式的Navier-Stokes方程组,针对不同碰撞速度进行数值模拟,给出超高速碰撞过程中SPH粒子的内能以及密度,对比不同时刻碎片云的形状以及前板穿孔尺寸,验证超高速碰撞数值模拟的正确性;利用Thomas-Fermi模型,计算超高速碰撞过程中SPH粒子的温度,以温度为依据判断是否发生汽化,对于发生汽化的部分考虑其产生的等离子体参数;以统计物理学为基础,基于化学反应动力学原理,建立了非热平衡等离子体电子数密度,电子温度,宏观温度以及内能之间的关系,通过给定内能和密度,可以求出相应产生的等离子体的电子温度、宏观温度以及电子数密度,用以计算超高速碰撞过程中产生等离子体的参数;将理论分析结果与超高速碰撞数值模拟相结合,给出超高速碰撞过程中初期某一时刻各粒子电子温度和宏观温度之差,说明等离子体处于非热平衡状态,同时给出不同时刻碰撞产生的总电荷数随时间的变化,将数值模拟结果与文献中经验公式结果进行对比,验证中计算超高速碰撞产生等离子体方法的正确性.
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