金屬橋箔陣列電爆炸機理和作用規律研究

《金屬橋箔陣列電爆炸機理和作用規律研究》是依託北京理工大學，由伍俊英擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：金屬橋箔陣列電爆炸機理和作用規律研究
• 依託單位：北京理工大學
• 項目負責人：伍俊英
• 項目類別：面上項目

項目摘要

深入認識金屬橋箔電爆炸作用機理，研究降低橋箔發火電壓、提高能量利用效率的新方法，對解決金屬橋箔電爆直列式起爆和點火系統小型化問題具有重要意義。本項目提出採用金屬橋箔陣列結構，降低發火電壓和提高能量利用效率的技術新途徑。通過測量橋箔陣列電爆炸的電流和電壓，分析橋箔陣列的動態電學性能特徵；研究電漿光譜時空分辨測量技術，獲得橋箔陣列電爆炸中電漿特徵參數的時空分布；採用高速照相法，觀測金屬橋箔陣列電爆中電漿流動，獲得橋箔陣列中電漿流疊加匯聚的行為特徵和規律。建立考慮橋箔能量沉積和汽化、電漿電離和輻射、電漿流動和衝擊波傳播等過程的金屬橋箔陣列電爆炸計算模型，研究金屬橋箔陣列電爆炸全過程的數值模擬計算方法。揭示金屬橋箔陣列電爆炸機理和作用規律、提出降低發火電壓和提高能量利用效率的橋箔設計原則和方法。

結題摘要

本項目為了深入認識金屬橋箔電爆炸作用機理，研究降低橋箔發火電壓、提高能量利用效率的新方法，解決金屬橋箔電爆炸直列式起爆及點火系統小型化技術難題。本項目設計了陣列金屬橋箔結構，利用多體陣列橋箔電爆炸電漿的相互匯聚現象，形成更高密度電漿流，以此來增強電能吸收，從而提高橋箔爆炸過程中的能量轉換效率；建立了橋箔電爆炸電漿光譜的時空分辨測量方法，獲得了橋箔電爆炸電漿的光譜強度、溫度和密度等特徵參數在時間和空間上的演化規律；建立了金屬陣列橋箔電爆炸電漿流場的精密實驗觀測方法，獲得了陣列橋箔電爆炸電漿和衝擊波流場的疊加匯聚演化規律；建立了金屬橋箔電爆炸數值計算模型，考慮了橋箔在電爆炸過程中的電能沉積，橋箔相變，電漿形成及運動、電磁輻射等物理過程，計算獲得了電漿流場的特徵參數，分析了不同陣列橋箔結構對電爆炸電漿擴散運動狀態和疊加匯聚的影響規律；對陣列橋箔在微通道中的電爆炸過程進行了數值模擬計算，獲得了微通道內電爆炸流場的壓力、密度、溫度、電漿以及衝擊波速度等參數的變化規律，為陣列式橋箔電爆炸電漿點火和起爆系統的加速膛的參數設計提供了參考；建立了金屬陣列橋箔電爆炸電漿點火的數值模擬計算模型，對不同陣列橋箔電爆炸電漿點火過程進行了模擬計算，揭示了金屬橋箔電爆炸電漿點火機理，分析了不同結構橋箔對電爆炸電漿點火效果的影響規律，探索了最佳化電爆炸電漿點火效果和提高電爆炸過程能量利用率的方法；對不同結構的金屬陣列橋箔進行了電爆炸電測實驗，獲得了不同結構橋箔電爆炸過程中的動態電學性能特徵，分析了放電能量、橋箔尺寸、陣列數量和排列間距等因素對陣列橋箔電爆炸過程中對電能吸收效率的影響規律，獲得了提高橋箔電爆炸過程能量利用率的設計原則。