【摘要】：流體動力學(xué)理論研究是物質(zhì)高壓、高密度壓縮特性研究的基礎(chǔ),也是極端狀態(tài)物理學(xué)和力學(xué)的重要內(nèi)容,有助于探索極端環(huán)境或加載條件下物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其物理和力學(xué)性質(zhì),涉及數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)等學(xué)科。特征線作為物理和數(shù)學(xué)上的重要概念,可成為流場理論研究的有效手段。首先,本文對斜波壓縮實驗和數(shù)據(jù)處理方法開展了調(diào)研研究。主要從實現(xiàn)原理、典型裝置、實驗?zāi)芰�、加載特點等方面,對兩種斜波壓縮實驗技術(shù)(磁驅(qū)動斜波壓縮實驗技術(shù)和激光驅(qū)動斜波壓縮實驗技術(shù))進行了介紹。隨后,基于等熵流動、簡單波流場、特征線等概念,從方法推導(dǎo)過程、方法特點、近似情況、引用假設(shè)、適用范圍等方面,著重介紹了適用于斜波加載實驗的主要數(shù)據(jù)處理方法,并概述了本文的研究背景和主要內(nèi)容。其次,本文對特征線方法進行了梳理。介紹了普遍意義下特征線的含義和表述方法,并且對斜波壓縮實驗中三種常用模型在一維流場的圖像和物理特性進行了整理,為后續(xù)章節(jié)提供基礎(chǔ)。然后,本文針對樣品斜波壓縮的優(yōu)化波形問題開展了研究。根據(jù)簡單波流場特點推導(dǎo)出了斜波轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊波的解析關(guān)系式,并依據(jù)該關(guān)系式建立加載壓力歷史與介質(zhì)內(nèi)部流場形成沖擊之間相互關(guān)聯(lián)過程中發(fā)現(xiàn),對于每個壓力值都存在一個由樣品材料壓縮參數(shù)和樣品厚度決定的壓力增長率限定值,當壓力增長率超過該限定值而過于快速增長,在給定厚度區(qū)域的樣品內(nèi)就會產(chǎn)生沖擊波。經(jīng)過與國內(nèi)外文獻中有關(guān)結(jié)果對比,發(fā)現(xiàn)該關(guān)系式具有更加合理的物理含義,可準確確定沖擊波轉(zhuǎn)變點位置。這部分工作為實驗上實現(xiàn)參數(shù)設(shè)計和波形優(yōu)化過程,提供了堅實的理論基礎(chǔ)。接著,本文針對自由面邊界條件下斜波壓縮流場求解問題開展了研究。利用特征線方法,在未知EOS和已知自由面速度歷史條件下,給出了求解樣品材料拉格朗日聲速的直接計算方法。該方法在材料無強度效應(yīng)的數(shù)據(jù)處理中,具有很高的精度。經(jīng)過與Ls-Dyna商用軟件計算結(jié)果和文獻中實驗結(jié)果的比對檢驗,發(fā)現(xiàn)該方法在含有材料強度效應(yīng)的數(shù)據(jù)處理中,作為近似方法,在沒有預(yù)設(shè)任何強度或本構(gòu)模型的條件下,仍具有較好的表現(xiàn),而且在一定程度上反映了材料的原始壓縮特性。最后,本文對全文進行了總結(jié)與展望。給出了本文研究的主要結(jié)論和尚待進一步研究的一些問題。
【圖文】：

圖１．１磁驅(qū)動斜波加載示意圖逡逑方向相反的電流在電極板空腔區(qū)域產(chǎn)生磁場的同時，磁場由空腔經(jīng)電極板內(nèi)逡逑表面逐步擴散至電極板金屬內(nèi)部，其物理模型如圖１．２所示。受到磁擴散影響，逡逑３逡逑

Ｐｕｌｓｅｄ邋ｐｏｗｅｒ邋ｇｅｎｅｒａｔｏｒ邐Ｌｏａｄ邋ｒｅｇｉｏｎ逡逑圖１．１磁驅(qū)動斜波加載示意圖逡逑方向相反的電流在電極板空腔區(qū)域產(chǎn)生磁場的同時，磁場由空腔經(jīng)電極板內(nèi)逡逑表面逐步擴散至電極板金屬內(nèi)部，其物理模型如圖１．２所示。受到磁擴散影響，，逡逑３逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O351.2

【參考文獻】

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1 羅斌強;王桂吉;譚福利;趙劍衡;孫承緯;;磁驅(qū)動準等熵壓縮下LY12鋁的強度測量[J];力學(xué)學(xué)報;2014年02期

2 孫承緯;趙劍衡;王桂吉;張紅平;譚福利;王剛?cè)A;;磁驅(qū)動準等熵平面壓縮和超高速飛片發(fā)射實驗技術(shù)原理、裝置及應(yīng)用[J];力學(xué)進展;2012年02期

3 張紅平;孫承緯;李牧;趙劍衡;;準等熵實驗數(shù)據(jù)處理的反積分方法研究[J];力學(xué)學(xué)報;2011年01期

4 趙劍衡;孫承緯;唐小松;譚福利;王桂吉;張寧;劉倉理;;高效能電炮實驗裝置的研制[J];實驗力學(xué);2006年03期

5 趙劍衡,孫承緯,譚福利,彭其先,王桂吉;一維平面磁驅(qū)動等熵加載發(fā)射飛片技術(shù)[J];爆炸與沖擊;2005年04期

本文編號：2595902