消融控制电弧等离子体发生器的数值模拟

利用可消融材料制成毛细管,在其两端阳极与中空阴极间进行大功率放电,形成高压等离子体源．这种技术可应用于电热／电热化学超高速推进技术．本文在处理这类问题的时间相关两维统一模型基础上,针对狭长毛细管及径向快速松驰条件,运用积分平均方法,建立了能反映这一物理过程主要特征的时间相关轴向一维模型．计算表明：本文所建模型与计算方法能正确再现受限毛细管高压放电的主要物理过程,计算结果得到了实验验证     

消融控制电弧等离子体热力学与输运性质的计算方法

消融控制电弧技术已成功地应用于电热发射系统及其它领域中,这种技术所产生的是一种高密度（１０２５～１０２６ ｍ － ３）、低温（１～３ ｅ Ｖ）部分电离弱非理想的等离子体混合物．本文首先描述计算等离子体成分、热力学函数及电导率的一般理论与方法．在此基础上建立了考虑部分电离弱非理想情况多组元等离子体混合物热力学函数及电导率的计算模型．针对一种用于生成等离子体的标准消融材料——聚乙烯,给出了详细的计算结果,计算结果与文献中已有的结果进行了比较．     

低温等离子体诱导的速度边界层的实验研究

为研究气体放电所产生的低温等离子体诱导的速度边界层与放电各参数之间存在的相关性,运用比托管原理,通过微差压变送器测得空气大气压下沿面放电低温等离子体沿法线动压分布,获得了其诱导的流动边界层速度分布.实验结果说明,空气大气压下沿面放电低温等离子体能够诱导产生定向的气流流动,此流动类似壁面驱动流,其最大速度与驱动电源频率间存在线性关系.与电极间隙等于0的两侧呈对称分布,并在-2 mm至2 mm间趋于不变,在d＜-2 mm和d＞2 mm时最大速度快速下降.     

CR成像技术在弹道实验中的应用

X射线CR成像系统是采用特殊荧光板作为成像载体的一种半数字化成像系统。该系统以成像板代替X射线胶片成像,并用激光束扫描成像板,然后用光电倍增管捕获并将其转变成数字图像信号形式储存在计算机中。文中介绍了CR成像系统的工作原理和系统组成,给出了弹道实验过程中利用CR成像系统提高弹道实验图像诊断效率和图像质量的方法。     

液体工质电热化学炮的两维多相流模型研究

液体工质电热化学炮内弹道过程的本质是高速等离子体射流与推进剂工质的相互作用并推动弹丸运动的过程，基于对该过程物理机理的现有理解，本文提出了用于描述液体工质电热化学两多相流模型，主要包括；描述等离子体与液体工质气态产物运动的两湍流模型和描述由等离子体射流卷吸引起的液体工质颗粒运动的颗粒轨道模型，根据上述模型进行了数值计算。     

电热化学发射中硅堆故障试验分析

针对电热化学发射试验中脉冲电源发生的高压硅堆损坏,分析可能导致器件损坏的原因,通过机械振动冲击试验、脉冲放电仿真与试验、硅堆反向恢复特性测量等确定故障原因。研究结果表明：电热化学发射过程中的机械振动冲击不会造成硅堆损伤,故障由电感性质负载特性、串联元件的反向恢复特性不一致和脉冲电源非同步放电等因素共同造成,传输线电感分量偏大是故障发生的直接原因。研究结论对于高压硅堆在电热化学发射中的应用具有指导作用。     

密闭爆发器等离子体点火一致性实验研究

为了研究描述密闭爆发器固体发射药点火燃烧一致性的通用方法,并验证固体发射药等离子体点火的优越性,提出基于平均值和标准差的一致性因子来表征密闭爆发器固体发射药点火燃烧的一致性,进行了固体发射药等离子体点火和常规点火一致性对比实验。通过对比研究主要参数的一致性,分析固体发射药等离子体点火性能。研究表明,该一致性因子可以用于描述和分析密闭爆发器固体发射药点火燃烧一致性。固体发射药等离子体点火的点火延迟和最大膛压的一致性都好于常规点火,验证了固体发射药等离子体点火的优越性。     

一种真空触发开关脉冲电源系统研究

脉冲电源系统性能基本取决于放电开关的特性,真空触发开关因其具有工作电压范围宽、承载电荷量高、介质恢复迅速、结构紧凑等优点,可用于脉冲电源的主开关。采用RVU-43型真空触发开关研制了一套总储能2 MJ、额定工作电压13 kV的脉冲电源。电源系统由17个118 kJ电容储能模块并联组成,单个模块短路放电最大电流达52 kA,系统包含了充电、控制、测量子系统。电源在模拟负载上进行了单模块、系统同步与时序控制放电性能测试,并在电热化学发射装置上进行了发射试验。结果表明,系统输出的电流幅值较高且波形灵活可调,可靠性高,可满足电热化学发射试验的研究。     

30mm电热化学炮膛内压力波数值模拟研究

使用包含瞬态燃速公式的一维内弹道模型模拟30 mm电热化学发射过程,通过与发射实验结果相比较,验证了该模型的精确性。对比常规发射和电热化学发射膛内压力波曲线可知,电热化学发射技术可以有效降低膛内压力波。进一步分析输入电能、放电时序、发射药弧厚、装填密度等参数变化对膛内压力波的影响。研究表明：同步放电的条件下,电能比不大于0.042时,压力波峰值变化很小;电能比大于0.042时,压力波峰值随着电能比的增加迅速增大;首个负波幅值随着电能比线性递增,但受电能比影响小于压力波峰值;采用时序放电时,在控制压力波的前提下,电能比与放电电流的脉宽呈正比;在较高电能比下,压力波峰值与放电电流的脉宽呈反比;随着发射药装填密度的增加,膛内压力波增大;但在控制压力波的前提下,可输入的电能比无明显变化,首个负波幅值随着电能比的变化趋势不变;弧厚的变化对压力波的影响可忽略不计。     

液体工质电热化学发射过程内弹道特性分析

描述了液体工质电热化学发射系统中液体工质的内弹道过程，并建立了相应的数学模型、编制了计算程序，该模型用经验关系修正燃烧过程中Ｋｅｌｖｉｎ－Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ动力不稳定性的影响，可用于预测燃烧过程压力、弹丸行程的瞬时变化。结果表明液体工质电热化学发射过程中燃气压力存在双峰现象，第一个峰值出现在弹丸几乎尚未运动的时刻，与初始空腔体积以及初始等离子体射流有关；第二个峰值则是等离子体和工质分解的共同作用结