Lawrence-Gurney模型對(duì)于激光驅(qū)動(dòng)飛片的適用性分析

牛錦超，龔自正 ，曹 燕

（1. 可靠性與環(huán)境工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； 2. 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所：北京 100094）

0 引言

激光驅(qū)動(dòng)飛片技術(shù)是一種新型動(dòng)態(tài)高壓加載技術(shù)，用于在超高應(yīng)變率下材料動(dòng)態(tài)響應(yīng)、物態(tài)方程、炸藥安全引爆以及空間碎片撞擊等領(lǐng)域的研究，具有廣闊的應(yīng)用前景[1-6]。在激光驅(qū)動(dòng)飛片的過(guò)程中涉及激光與材料的相互作用、材料物態(tài)的變化（熔融、氣化、等離子體化等）、等離子體對(duì)激光的吸收和屏蔽作用、沖擊波的相互作用等物理問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題要進(jìn)行完整的理論描述和精確的數(shù)學(xué)求解非常困難。因此，人們?cè)谘芯恐刑岢鲆恍┘僭O(shè)或近似條件，忽略部分不重要的影響因素，建立較簡(jiǎn)單的物理解析模型，對(duì)飛片速度等物理量進(jìn)行預(yù)估分析。

目前已建立的激光驅(qū)動(dòng)飛片解析模型，大多數(shù)是在爆炸力學(xué)中的 Gurney模型的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，用于估算飛片能夠獲得的終極速度。1992年，美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Lawrence等[7]將Gurney模型應(yīng)用到激光驅(qū)動(dòng)飛片的理論研究之中，建立了描述激光驅(qū)動(dòng)飛片過(guò)程的理論模型，即 Lawrence-Gurney模型。1997年，中國(guó)工程物理研究院的孫承緯等[8]在考慮相變狀態(tài)方程的基礎(chǔ)上，對(duì) Gurney模型進(jìn)行了改進(jìn)。2005年，朱勵(lì)等[9]結(jié)合變質(zhì)量體系的動(dòng)力學(xué)方程，提出了真空環(huán)境中強(qiáng)激光直接驅(qū)動(dòng)飛片的計(jì)算模型。2007年，趙翔等[10]以激光支持的爆轟波（LSDW）理論為基礎(chǔ)，建立了約束和無(wú)約束條件下激光驅(qū)動(dòng)飛片的動(dòng)量模型。在上述模型中，Lawrence-Gurney模型給出了主要試驗(yàn)參數(shù)與飛片速度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，便于應(yīng)用。……