论文摘要
超高速碰撞辐射闪光是超高速碰撞过程中的重要物理现象。超高速撞击辐射现象蕴含了诸如撞击速度、撞击物密度、强度、物质组份等大量信息;对超高速撞击辐射特征的观测及其辐射机制研究是对测量数据分析诊断的基础,是其中关键技术之一,在陨石撞击、动能毁伤、空间碎片撞击事件感知等研究方面均具有重要的应用价值。本研究开展了一系列超高速碰撞试验,通过同时测量撞击产物的序列光谱和特征波段辐射演化历史数据,研究了撞击速度、弹丸直径、环境压力对撞击产物辐射特征的影响,回答了以下三个问题:Q1:超高速撞击辐射的辐射特征是什么,为什么有的文献是辐射特征为单峰,有的为两峰,还有的是三峰,各峰所代表的物理过程是什么?对于球形弹丸的超高速撞击,其典型辐射特征应该存在三个峰值,分别对应三个不同的物理过程:其中第一峰的产生机制为弹丸前半球侵彻过程中的jetting过程;第二峰的产生机制为弹丸超高速撞击冲击波压缩材料气化并膨胀过程;第三峰的产生机制是碰撞反溅碎片在环境气体中超高速运动的气动加热过程。在低撞击速度下,超高速撞击冲击波不足以使材料气化,因此不出现第二峰;在环境气体较高的情况,由于环境压力对产物气体膨胀阻碍作用,三个峰/两个峰特征合二为一。Q2:状态方程结合冲击雨贡纽数据显示,约10km/s的撞击速度才可使材料发生气化,为什么速度约3.5km/s的撞击即观察到气化产物所特有的特征辐射现象?结合Hugoniot曲线和状态方程分析,3.5km/s速度撞击下的辐射峰值并非是弹丸直接冲击气化,其第一峰应为考虑剪切加热效应的"Jetting"机制,即当球形弹丸侵彻靶板时,由于弹丸和靶板的局部接触位置的特殊几何条件,局部位置的相对运动速度可远高于撞击速度,使得材料达到更高的压缩状态,会出现局部介质流动不稳定性现象。Q3:如果超高速撞击产生等离子体,且等离子体可持续至ms量级,为什么对应特征辐射仅持续约几十μs,且一直未观测到离子特征辐射?试验所测碰撞辐射光谱均呈线状谱特征,未发现明显黑体背景辐射,可以确认辐射本体基本为高温非稠密铝蒸气,而非其它文献所报导的等离子体气体。撞击气化产物辐射本身仅能持续约几个微秒,持续几十微秒的辐射为碎片在环境气体中的烧蚀效应所致,而非撞击过程本身效应。结合Saha方程发现在撞击产物的热力学状态下,离子谱线比原子谱线强度至少小3个数量级,因此试验中难以同时观测到原子谱线和离子谱线。
论文目录
文章来源
类型: 国内会议
作者: 马兆侠,石安华,李俊玲,刘海,刘培,柳森
关键词: 超高速撞击,辐射,测量技术,演化
来源: 第十九届中国空气动力学物理气体动力学学术交流会 2019-07-25
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 物理学
单位: 中国空气动力研究与发展中心超高速碰撞研究中心
分类号: O562.5
DOI: 10.26914/c.cnkihy.2019.067119
页码: 88
总页数: 1
文件大小: 72k
相关论文文献
- [1].铝弹丸超高速撞击防护结构的研究进展[J]. 高压物理学报 2019(03)
- [2].超高速撞击铝板碎片云测量[J]. 空间碎片研究 2019(02)
- [3].基于OTM方法的超高速碰撞问题数值模拟[J]. 北京理工大学学报 2020(06)
- [4].镁、铝合金板在超高速撞击下响应特征对比研究[J]. 兵器材料科学与工程 2015(01)
- [5].弹丸超高速撞击航天器典型防护结构数值仿真[J]. 应用力学学报 2010(03)
- [6].芳纶/环氧纤维复合材料超高速撞击特性研究[J]. 实验力学 2019(04)
- [7].SPH方法在超高速撞击问题中的应用研究[J]. 兵器装备工程学报 2019(09)
- [8].多孔火山岩超高速撞击蜂窝夹层板试验研究[J]. 振动与冲击 2018(24)
- [9].球形弹丸超高速撞击靶板时背表面材料破碎的数值模拟分析[J]. 高压物理学报 2019(02)
- [10].超高速撞击过程产生的电磁脉冲对测试信号的干扰[J]. 防护工程 2018(02)
- [11].超高速撞击过程产生的电磁脉冲对测试信号的干扰[J]. 中国测试 2018(10)
- [12].含能材料防护屏在球形弹丸超高速撞击下的穿孔特性研究[J]. 兵工学报 2017(11)
- [13].球形弹丸超高速撞击铝靶的分子动力学模拟[J]. 航天器环境工程 2018(02)
- [14].哑铃型弹丸超高速撞击防护板数值仿真[J]. 计算机辅助工程 2018(Z1)
- [15].超高速撞击混凝土冲击压力测量与分析[J]. 兵工学报 2009(S2)
- [16].弹丸超高速撞击防护屏穿孔研究[J]. 应用力学学报 2009(03)
- [17].带隔热层蜂窝夹层结构的超高速撞击特性研究[J]. 宇航学报 2010(08)
- [18].超高速撞击碎片云特性数值模拟研究[J]. 科技信息 2012(26)
- [19].钨合金柱形弹超高速撞击水泥砂浆靶的侵彻深度研究[J]. 爆炸与冲击 2019(08)
- [20].钨合金弹体超高速撞击混凝土靶成坑特性研究[J]. 北京理工大学学报 2018(10)
- [21].超高速撞击实验的三级压缩气炮技术[J]. 爆炸与冲击 2012(05)
- [22].超高速撞击产生碎片云相分布数值模拟[J]. 强激光与粒子束 2012(09)
- [23].纤维编织材料超高速撞击特性实验研究[J]. 高压物理学报 2019(02)
- [24].超高速撞击声发射信号在载人航天器加筋结构的传播特性实验研究[J]. 声学学报 2017(03)
- [25].基于参数灵敏度分析的航天器毁伤效能研究[J]. 计算机仿真 2011(10)
- [26].薄靶超高速撞击成孔直径经验公式优选分析[J]. 山西建筑 2015(05)
- [27].超高速撞击产生的等离子体特性研究[J]. 高压物理学报 2013(04)
- [28].NASA二级轻气炮设备简介[J]. 实验流体力学 2014(04)
- [29].薄板超高速撞击特性数值仿真研究[J]. 弹箭与制导学报 2008(02)
- [30].数字全息测量超高速撞击碎片云实验研究[J]. 宇航学报 2020(11)