水中铜丝电爆炸激光阴影及流体模拟研究

摘要：

水中金属丝电爆炸是获得水下强冲击波的有效方式.为此采用双透镜四焦距成像系统减小相差,在保证良好对焦的前提下拍摄了最优放电模式下水中铜丝电爆炸的激光阴影图像,并结合放电电信号波形对其演化过程进行了描述和分析.实验结果表明:金属丝在熔化结束之前产生第1个明显的压力波,该压力波在阴影图像中呈现分层结构,并以接近静水声速的速度传播,其后被主冲击波追赶直至淹没.在汽化阶段,金属丝开始显著膨胀,且早期水流密度分布造成阴影图像边界模糊.爆炸丝及主冲击波均表现出良好的轴向均匀性,边界平滑、整齐.进一步利用流体力学模型对上述丝爆产生冲击波过程进行研究,基于实测爆炸丝膨胀轨迹模拟得到的冲击波传播轨迹与实验结果高度一致;冲击波波形及爆炸丝压力等重要物理信息也可通过模型计算给出.

关键词：水中金属丝电爆炸、激光阴影法、流体模型、冲击波、等离子体不稳定性

所属期刊栏目：46

分类号：TP391.41;O351.2;TN141.5

资助基金：陕西省自然科学基金2017ZDJC-16

在线出版日期：2020-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2586-2592