《磁驅動高速平面飛片數值模擬研究》是依託中國工程物理研究院流體物理研究所，由王剛華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：磁驅動高速平面飛片數值模擬研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王剛華
- 依託單位：中國工程物理研究院流體物理研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高速和超高速飛片技術研究把材料在超高壓範圍內（數百GPa至TPa量級及以上）的狀態方程的一個重要手段。同時，發展超高速飛片發射技術，有利於提高空間碎片地面模擬能力，在航天航空領域有著重要套用。在目前發展的諸多高速飛片發射技術中，磁驅動高速飛片發射技術具有發射速度高、飛片平面度好、同時多發發射的特點和優勢。.磁流體力學數值模擬研究對促進磁驅動飛片發射技術的飛躍發展具有重要意義，可為裝置參數設計、樣品尺寸設計、實驗結果預估以及實驗現象與物理過程分析提供數值計算工具。本項目在磁流體力學基礎上，建立二維磁驅動飛片的物理模型，採取運算元分裂法和隱式差分格式求解磁流體力學方程組，研製出二維數值模擬程式，開展磁驅動高速飛片物理規律研究，並將開展多發程式驗證性實驗，為我國電磁驅動技術的發展提供理論計算和數值分析的工具。
結題摘要
本項目圍繞磁驅動平面飛片實驗開展數值模擬研究,完成了二維磁流體力學程式研製，該程式已經成為了磁驅動飛片實驗的重要計算工具，用於深入分析磁驅動高速飛片的物理過程與規律、實驗現象。課題研究取得了如下成果：（1）在磁流體力學方程組的基礎上，考慮了磁驅動過程中磁擴散、磁凍結、熱擴散、歐姆加熱、力學等多物理過程，材料狀態方程採用資料庫，電阻率方程使用修正的Burgess電阻率，建立了適用於模擬磁驅動平面飛片的磁流體力學物理模型。（2）設計了三步分裂法求解方案進行解耦以提高計算速度，採用了隱式差分格式進行求解以提高格式穩定性，程式經驗證在中心區域可保證二階精度，界面上具有一階以上精度。（3）完成了二維磁驅動高速飛片計算程式MDSC2的研製及驗證確認工作，與代表性的文獻資料提供的計算和實驗結果進行了計算比較，計算精度與ALEGRA程式結果基本一致。（4）在流體物理研究所的實驗平台CQ-4、聚龍一號等裝置上開展了多發次磁驅動高速飛片實驗，獲取了不同驅動電流下，飛片的自由面速度歷程，結合實驗測量結果，利用二維磁驅動程式開展磁驅動高速飛片物理過程的詳細分析，給出磁驅動高速飛片的基本物理規律。（5）深入理解了飛片燒蝕的主要機制，提高我們對磁驅動物理過程的認識，給出了負載設計的基本原則，從而提高了磁驅動實驗多物理場耦合分析與負載設計技術。
