金屬橋箔電爆炸驅動飛片過程數值模擬研究

伍俊英，殷宇，鄭富德，尚伊平，姚雨樂，魯建英，陳朗

（北京理工大學 爆炸科學與技術國家重點實驗室，北京 100081）

金屬橋箔電爆炸是指金屬導體在脈沖大電流作用下，迅速升溫相變，產生高溫高壓等離子體，等離子體持續吸收電能，向外膨脹，壓縮周圍介質形成沖擊波的過程[1].由于等離子體和沖擊波的特性，金屬橋箔電爆炸技術在武器彈藥系統的安全起爆和點火中具有重要用途，其中，利用等離子體驅動飛片沖擊起爆炸藥作為主要作用過程的沖擊片雷管已獲得了廣泛應用[2-3].在飛片沖擊起爆炸藥過程，飛片速度是決定沖擊起爆效果的關鍵性能參數.目前學者們已經對電爆炸等離子體驅動飛片過程進行了大量研究，獲得了諸多有價值的研究成果.在理論計算方面，1975 年，TUCKER 等[4]和STANTON 等[5]在炸藥爆炸驅動飛片的Gurney 理論基礎上，提出了電爆炸等離子體驅動飛片速度計算的電格尼能模型.隨后，SCHMIDT 等[6]、王治平等[7-8]和陳軍等[9]多次對電格尼能模型進行了改進，使計算結果更加準確.此外，在1999 年，梁龍河等[10]建立了一維不定常可壓縮流體力學模型，將等離子體簡化為理想氣體，但計算的飛片速度值均大于實驗值.后來曾慶軒等[11]和趙彥等[12]在梁龍河模型基礎上引入了能量轉化系數，使計算結果更接近實驗值.在實驗方面，早期多采用平均速度法測量電爆炸驅動飛片速度[13-14]，該方法準確性較低.隨著任意反射面速度干涉法[15](velocity interferometer system for any reflector，VISAR)、光子多普勒測速法[16](photonic Doppler velocimetry，PDV)和法布里-珀羅干……