亚微秒内金丝电爆炸的激光探针测试及三维动力学仿真

为了获得亚微秒时间尺度内金丝电爆炸流场的演化规律,采用激光干涉测试技术,对直径为0.04 mm的金丝电爆炸流场膨胀过程进行了实验分析,采用光电探针建立了流场演化过程与放电电流曲线在时间维度上的对应关系;考虑爆发点之后的焦耳热沉积,采用包含能量补充项的JWL状态方程描述金丝电爆炸产物的动力学行为,对金丝电爆炸过程进行了三维动力学仿真研究.结果表明,在储能电容为0.22μF,充电电压为3900 V的条件下,金丝电爆炸产物的最大膨胀速度可达8913 m·s-1,在传播1.63 mm后下降为3000～4000 m·s-1,该条件下的最大输出压力大于2.4 GPa;数值模拟结果与试验结果的对比显示,计算所得电爆炸产物传播距离随时间的变化规律与实验结果基本一致,表明采用考虑能量补充项的JWL状态方程能够较好的描述金丝电爆炸产物的动力学行为,电爆炸产物膨胀过程中界面压强和密度的衰减规律能够用多项式函数描述.