摘要: 炸药柱面内爆磁通量压缩实验技术是一种原理独特的高能密度加载实验技术，它是利用炸药柱面内爆压缩其内部封闭导体中的磁通量，将炸药的化学能转化为磁场能，实现超高磁通量密度并伴随超高的磁压力。串级柱面内爆磁通量压缩实验技术是一种新型的柱面... 展开 炸药柱面内爆磁通量压缩实验技术是一种原理独特的高能密度加载实验技术，它是利用炸药柱面内爆压缩其内部封闭导体中的磁通量，将炸药的化学能转化为磁场能，实现超高磁通量密度并伴随超高的磁压力。串级柱面内爆磁通量压缩实验技术是一种新型的柱面内爆磁压缩技术，利用该技术可以实现更高的磁场强度和对应更高的磁压力，并且是这一研究领域的发展趋势，目前国际上只有俄罗斯实验物理研究院掌握相关核心技术。 柱型密绕螺线管是串级柱面内爆磁压缩技术的核心部件，其在动态加载下的动力学响应研究对于未来国内开展串级柱面内爆磁压缩技术研究具有重要意义。由于这是一种复杂的三维结构，在柱面内爆加载下其流体动力学响应极为复杂，目前国内外在这方面的工作极少。本文重点针对柱面内爆加载周期密绕螺线管结构的流体动力学过程开展数值建模和模拟工作。 我们首先选取具有相同周期铜丝密排结构的平板样品，研究其冲击压缩性能。本文制备不同密排层数的平板样品，利用二级轻气炮对它进行了平面一维冲击加载实验研究。实验获得了有效的DPS激光干涉条纹，进而算得这种非均质周期密排结构样品与窗口界面的粒子速度历史。根据界面连续性条件，利用蓝宝石界面的压力分析铜线样品在不同冲击强度下的压缩性能。利用无网格SPH方法建立平板铜线密排结构的三维模型，对飞片平面冲击实验过程进行数值模拟计算，实验和数值模拟的速度和压力结果基本吻合，说明SPH方法能较好地模拟这类高速冲击碰撞问题，修正并验证了周期密排结构的计算模型。这一工作对于后续进一步开展柱面周期密排螺线管结构计算和实验研究具有积极的意义。 应用无网格的SPH计算方法对柱型密绕螺线管的动态加载过程进行数值建模和仿真计算。结合Autodyn软件的二次开发程序，对这种周期密绕结构建立三维模型，并在建模中采用移动平均技术消除SPH计算方法的拉伸不稳定性，完成模型的周期边界条件功能计算，并实现对三维模型的炸药爆轰加载条件。对加入初始扰动的柱型密绕螺线管三维模型，进行内爆压缩过程的数值模拟计算。计算结果显示，随着压缩过程的进行，柱型密绕螺线管结构内含的界面不稳定性增长。 收起