高能量爆磁压缩电流发生器理论分析与实验研究

根据多分支爆磁压缩电流发生器的电路方程,建立了多分支爆磁压缩电流发生器的等效电路模型,并利用该模型优化设计了一种长600mm、直径120mm、总质量10kg且具有高能量输出的爆磁压缩装置8 7A。实验结果表明,8 7A型装置能在360nH电感性负载上产生峰值为512kA的脉冲电流,储能45.8kJ,能量放大90倍。     

爆磁压缩发生器可采用的小型便携式初级能源

介绍了几种爆磁压缩发生器可采用的小型便携式初级能源。     

螺旋型爆磁压缩装置的磁通损耗

首先根据在螺旋型爆磁压缩装置实验中获得的微分，积分电流波形，对引起磁通损耗的各种因素进行了细致的分析，得出装置的磁通损耗与装置某些几何参数的关系及其在微分，积分电流波形上的反映；然后从ＭＦＣＧ电路方程及Ｍｉｎｔｓｅｖ磁通损耗系数模型出发，用实验测得的微分，积分电流数据，对每一测量点处的装置初级，次级磁通损耗系数ａ１，ａ２进行了计算。     

磁驱动等熵压缩和高速飞片的实验技术（续3）

5磁驱动等熵压缩和高速飞片的冲击大电流技术与实验研究进展5.1冲击大电流发生器在一定负载上产生数兆安培以至几百兆安培的冲击大电流,是发展脉冲功率技术的主要目的之一。永久性冲击大电流发生器的主要技术途径是通过电容或电感式中间贮能、与负载匹配的快响应传输线或特殊的     

F—5型爆炸磁通量压缩发生器

介绍了一种Ｆ－５型爆炸磁通量压缩发生器。用这种发生器进行电感性、电阻性实验及驱动虚阴有振荡器，它能在５μＨ电感性负荷中产生大于４０ＫＡ的脉冲电流和贮存４ＫＪ的电磁能；由于欧姆损耗，它的电阻性负载的输出性能明显低于电感性负载；它能驱动虚阴极振荡器产生１００ＭＷ功率的微波。     

爆炸式电磁感应脉冲发生器

为了探索脉冲发生器新的技术方法,在传统脉冲发生器的基础上,提出了一种依靠爆炸驱动的电磁感应脉冲发生器。介绍了发生器的工作过程,对发生器中炸药的爆炸和冲击过程进行了计算和数值模拟,建立了带有初始电压和初始静磁场的发生器的工作电路模型,得出了感应电压的计算方法。设计了一种通过永磁体提供初始静磁场的脉冲发生器,并分别对装有两种不同炸药的发生器进行了实验。实验表明:爆速较高的炸药驱动发生器可产生峰值更高的电压脉冲。实验结果偏低于计算结果,原因是理论计算中简化了磁芯磁场和冲击波速度。     

电感储能脉冲功率调节系统的研究

研制了一种小型的电感储能脉冲功率调节系统,它能把低阻抗的爆炸压缩装置的输出能量有效地转换成为适合于电子束和等离子体物理实验需要的高电压大功率脉冲。我们分析了以电爆炸丝断路开关为基础的电感储能功率调节系统,并给出了它的工作性能及实验结果。当储能电感的磁通量达到0.1Wb时,在40的负载电阻上可获得上升前沿为50ns、幅度大于600kV的脉冲电压。该系统结构紧凑,运行成本低,重复性好。已建立了该系统相应的理论模型和计算程序,数值模拟结果和实验结果一致。     

毛细管放电X光激光装置电源研制

利用毛细管放电产生X光激光,要求有重复频率的预-主脉冲对气体放电。文中介绍了用IGBT作为主开关和高压脉冲变压器升压的方式产生预脉冲,实现对预脉冲的脉冲宽度调节;用谐振充电、氢闸流管作开关和磁脉冲压缩技术产生主脉冲,主脉冲具有快前沿、窄脉宽、大电流和高重复频率等特点。整个系统由工控计算机和数据采集控制卡自动控制。     

内爆磁压缩准等熵加载过程分析与实验验证

利用磁流体力学程序SSS-MHD模拟了炸药柱面内爆磁通量压缩发生器CJ-100装置的加载过程,讨论了各项装置参数的影响,结果表明装置可达到的峰值磁场值与初始磁场值成反比关系。设计了铁/铜夹层结构的样品靶,在该型装置上开展纯铁的准等熵加载实验。利用光子多普勒测速探头测量到6.43 km/s的样品靶自由面速度,在DT4铁中获得206 GPa的准等熵加载压力。铁材料的压力-比容曲线与理论等熵线基本重合,表明内爆磁压缩加载过程具有较高的等熵程度。     

平面磁通量压缩流体动力学的数值模拟

磁压缩发电机(MCGS)是一种应用炸药爆炸压缩导体包围的磁场,从而产生几百兆高斯强磁场并可作为初级能源,产生几百兆焦耳的能量和兆安培的电流。Chernyshev等指出如作为初级能源做某些应用,产生兆安培电流脉冲的上升时间的数量级必须要达到微秒量级,但典型的一端燃烧型(endburn)的磁压缩发电机电流脉冲的上升时间要几百微秒,所以不能满足要求,1978年Pavlovskii等提出应用轴上(axial initiation)起爆的磁压缩发电机,其上升时间可大为缩短。     

铁电体—磁通压缩发生器爆炸电源的电路分析

根据铁电体爆电换能器和磁通压缩发生器的爆电基本原理的分析，给出了该系统输出电流的解析解，估算了几种分流电阻情况下的输出电流和铁电体的电场曲线，并对结果进行了讨论。     

电感储能功率调节系统驱动低电阻负载研究

对电感储能脉冲功率调节系统驱动低电阻负载的研究进展描述，用电爆炸丝作为断路关头，2uF/100kV电容器作为初级能源，储能电感为1uH。用12Ω硫酸铜水电阻作负载，在负载上可获得350kV、脉宽66ns的脉冲电压，负载电流为32kA，负载峰值功率达12GW。     

10kW脉冲电晕烟气脱硫电源

用两只氢闸管作弃放电开关、用电缆作脉冲形成线，采用磁开关作脉冲输出极，产生快前沿、重复频率、高电压的脉冲，脱除烟气中的ＳＯ２和ＮＯｘ。     

MFCG通过变压器给电感供能分析

计算和分析了爆炸磁通量压缩发生器通过变压器给高阻抗负载供能方案。讨论了影响ＭＦＣＧ通过变压器给高阻抗负载供能的因素，以及如何提高ＭＦＣＧ输出到负载上的能量增益。     

层状压电压磁弹性介质空间问题的数据分析与处理

从横观各向同性层状压电压磁弹性介质空间问题出发，利用状态变量法和0层面的边界条件，得到适用于计算不同状态变量的关系矩阵，以及状态变量表示的多层压电压磁弹性介质在Hankel变换空间中的解。在选择性计算的基础上，对不同的状态变量分别采用各自的方式修正关系矩阵，有效地避免了直接计算所产生的计算结果失真现象。为解决诸如此类的更复杂的问题奠定了理论基础。     

硬质聚氨酯泡沫塑料隔爆性能的研究

对四种不同密度的硬质聚氨酯泡沫塑料（简称ＲＰＵＦ）隔爆性能进行了研究。发现随着ＲＰＵＦ材料密度的增加，其被发雷管爆炸概率为５０％时的隔板厚度不断下降。对密度为０．０９１和０．３４５ｇ／ｃｍ３的ＲＰＵＦ材料作了静态压缩及动态冲击压缩试验（应变率为１０３ｓ－１）。结果表明此材料具有较好的吸能缓冲性能，并且在所研究的密度范围内，随着密度的增加，材料的吸能缓冲性能增加，隔爆性能也增强。     

电感储能功率调节装置小型化设计

介绍了电感储能功率调节装置的小型化结构设计，以及装置在高电压大电流条件下绝缘性能的优化设计。在以电容器（2μF、充电电压62kV)为初始能源条件下，在80Ω电阻负载上获得电压大于700kV、脉宽大于100ns、前沿小于50ns的脉冲输出，性能稳定可靠。     

多级柱面炸药内爆磁通量压缩技术研究

柱面内爆磁通量压缩发生器是利用炸药内爆压缩其内部磁通量至轴线附近小体积内从而实现超高磁场,传统的单级装置因受到金属套筒内爆失稳等影响性能指标受限。开展了多级内爆磁压缩技术研究,突破多项关键技术,包括研制特殊结构的密绕螺线管、脉冲功率源及大电流放电开关等,具备在直径135 mm套筒空间内实现20 T以上初始磁场产生能力,并建立了动态磁光测量系统。利用磁流体力学编码SSS-MHD开展多级装置设计,计算显示,设计的多级装置能够将约42%的初始磁通量压缩至轴线附近直径7 mm的空间内。最终研制成功多级内爆磁压缩装置CJ-150,在亚立方厘米以上空间实现轴向峰值磁场强度906 T,数据不确定度5.35%。10余发动态考核实验显示,CJ-150装置工作稳定,能够满足物理实验需要。利用经实验验证的磁流体模型计算显示,CJ-150具备1 000 T以上超强磁场产生能力,能够对大尺寸样品实现500 GPa以上的准等熵加载。     

磁驱动平面准等熵加载装置、实验技术及应用研究新进展

利用脉冲大电流装置产生随时间变化平滑上升的磁压力,实现对平面、柱面等不同结构样品的磁驱动准等熵（斜波）压缩,为极端条件下材料动力学研究提供了一种偏离Hugoniot状态热力学路径的加载手段。本文从磁驱动准等熵加载装置、实验技术、数据处理方法等方面综述了磁驱动准等熵加载技术研究近十年的新进展,评述了利用磁驱动准等熵加载技术和方法开展极端条件下材料高压状态方程、高压强度与本构关系、相变与相变动力学等方面研究的进展情况,展望了磁驱动准等熵加载技术发展及其在材料动力学、武器物理和高能量密度物理等方面的应用前景。     

磁流体压缩管道热电磁流动特性研究

利用磁流体五波模型对低磁雷诺数下压缩管道中磁流体流动进行数值模拟。该模型由带有电磁作用强制项的Navier-Stokes方程组与电势Poisson方程组成,数值格式分别采用严格保证熵条件的熵条件格式和中心差分格式。数值模拟对不同磁作用数下的不同几何外形管道进行数值模拟研究,结果表明在磁流体压缩管道中,由于发生器模式提取...