冲击波物理与爆轰物理——冲击波物理与爆轰物理学科研究进展

分析了当前冲击波温度测量中广泛使用的Grover理想界面模型的局限性，指出传统的冲击波温度测量方法在实验技术上和数据处理上存在的问题，指出了辐射法冲击波温度测量在实验装置设计上必须满足的具体要求。通过对发生冲击或卸载熔化时“样品／窗口”界面温度的分析，以及对金属和窗口材料在高压下的热传导特性的分析，建立了卸载熔化温度与界面温度之间的直接关联，提出了利用辐射法测量金属高压熔化温度的新方法。     

冲击波物理与爆轰物理研究进展

在中国工程物理研究院(以下简称中物院)建院50周年之际,文章作者对近年来在中物院开展的冲击波物理与爆轰物理研究工作进展情况作了介绍.首先,对该项研究工作的意义作了说明.其次,简单回顾了过去完成的几个代表性研究工作.然后,对近期主要的研究方向,其中包括冲击波温度测量和高压熔化规律研究、高密度气体物态方程研究、固体物质的宽区物态方程实验和理论研究、高压本构关系研究、材料的损伤演化及动态破坏研究、爆轰波传播规律与驱动飞层研究,以及高能炸药起爆性能与热点形成机理研究在实验技术、规律性探索到理论建模方面取得的近期主要进展作了重点介绍.文章最后对未来研究作了展望.     

冲击波物理与爆轰物理学科研究进展

1金属的高压本构研究 利用激光速度干涉技术测量了受冲击LY12铝从冲击压缩状态卸载时，铝样品与LiF窗口界面的粒子：速度剖面，获得了铝从冲击压缩状态卸载时沿着卸载路径的声速。由此计算了剪切模量，从冲击压缩状态卸载时的卸载路径，以及弹塑性本构的知识。     

冲击波物理与爆轰物理学科研究进展

1 新型本构关系研究 根据LY12铝合金和无氧铜卸载剖面的实验测量结果，提出了一种完全不同于传统的Steinberg本构模型的本构关系，用于描述从初始冲击压缩状态卸载时，沿着准弹性卸载路径的有效剪切模量（Ge）随卸载应力（σ）的变化     

冲击波物理与爆轰物理国家级重点实验室简介

冲击波物理与爆轰物理国家级重点实验室设于四川省绵阳市中国工程物理研究院流体物理研究所内．实验室始建于１９９０年１２月，１９９４年正式建成．主要研究由强冲击波和爆轰波作用所产生的高温、高压、高应变率等极端条件下凝聚态物质的物理、化学和热力学性质的变化及...     

基于纯冲击波聚心的准一维氘氘内爆物理实验

在神光Ⅲ原型装置上利用八路6400 J/1 ns激光注入1100 m1850 m的黑腔内产生210 eV的高温辐射场,均匀辐照填充氘氘燃料的靶丸实现内爆。实验中选择高气压薄壳靶丸实现纯冲击波聚心内爆。通过闪烁体探测器、中子条纹相机等多套诊断设备获取了中子产额、聚变反应时刻等关键内爆参数。结合一维数值模拟表明,实验测量的中子产额与干净一维数值模拟计算的中子产额之比达到90%;同时通过人为破坏内爆对称性等方式表明,该设计下内爆中子产生机制集中于冲击波聚心,其内爆性能受到高维因素影响极低,从而实现了准一维内爆。     

基于纯冲击波聚心的准一维氘氘内爆物理实验

在神光Ⅲ原型装置上利用八路6400J/1ns激光注入1100μm×1850μm的黑腔内产生210eV的高温辐射场,均匀辐照填充氘氘燃料的靶丸实现内爆。实验中选择高气压薄壳靶丸实现纯冲击波聚心内爆。通过闪烁体探测器、中子条纹相机等多套诊断设备获取了中子产额、聚变反应时刻等关键内爆参数。结合一维数值模拟表明,实验测量的中子产额与干净一维数值模拟计算的中子产额之比达到90%;同时通过人为破坏内爆对称性等方式表明,该设计下内爆中子产生机制集中于冲击波聚心,其内爆性能受到高维因素影响极低,从而实现了准一维内爆。     

冲击波的速度

由高速摄像机拍摄的鞭炮,火药和原子弹爆炸图片,得到了冲击波的半径和时间数据.数据表明,冲击波以匀速传播.     

冲击波引发的相干光

美国Livermore国家实验室的E．Reed教授最近发现了一种新的相干辐射光源，它与过去的激光以及自由电子激光有明显的差别．这种类型的新相干光子是通过将冲击波射入晶体后产生的，这些光子的相干性有点类似于发生激光的机制，但它与激光不同的是，它不是一种受激辐射；它更像是在靶晶体点阵内一行一行原子的协调运动所产生的结果。     

体外冲击波粉碎肾结石

著者在设计并完成了水中聚焦冲击波高体粉碎肾结石后,又对聚焦冲击波对动物组织的影响进行了实验研究,结果表明对动物组织无损伤,于是进行了大动物实验,体外冲击波粉碎狗肾脏中的结石(人工植入)获得成功,在上述工作的基础上,取得了临床体外碎石六例的成功。在X光-电视交叉定位系统中,采用了IBM-PC微机进行图像处理。     

激光驱动的冲击波自生磁场以及外加磁场的冲击波放大研究

冲击波是天体物理观测中常见的现象, 其对粒子的加速被认为是高能宇宙射线的来源. 宇宙中冲击波周围往往存在很强的磁场, 但人们对于此类强磁场的产生放大过程的理解并不充分. 本文利用二维粒子模拟程序研究了激光与磁化或者非磁化等离子体相互作用产生的冲击波现象, 给出了冲击波波前处磁场的产生放大特性. 研究发现, 作用过程中的自生磁场可以储存能量, 从而进一步加速电子; 当存在外加磁场时, 由冲击波加速的电子和离子的能量都比同条件下非磁化等离子体的能量高; 而且外加磁场藉由冲击波放大倍数则与其值有极大关系. 与天文观测中推断的磁场与背景磁场相比放大千倍这一研究结果的比较可以看出, 天体冲击波周围磁场放大主要是由局域内生磁场导致的.     

立方氮化硅及其冲击波合成

 立方氮化硅是高温高压研究近期合成得到的一种新物相，与已经在工业上普遍使用的氮化硅的两种六方物相（α相和β相）相比，新物相的密度增加了26%，预期是一种新型功能材料。简要综述了立方氮化硅的研究进展和存在的问题，讨论了立方氮化硅的人工合成和相关物性研究、Ⅳ(A)族氮化物（Ge₃N₄、Sn₃N₄、C₃N₄）的高密度物相研究，以及后尖晶石相氮化物的实验和理论探索等问题。介绍了作者最近利用炸药爆轰加载技术开展的冲击波合成实验结果，以α相氮化硅为冲击压缩前驱体，实现了在单次冲击波压缩实验中合成出了克量级立方氮化硅粉体，为进一步开展立方氮化硅的性能研究奠定了基础。     

地面爆炸冲击波的相互作用

为了研究多点同步地面爆炸冲击波的相互作用,通过改变装药质量组合和布局,利用空中爆炸测量系统对2点和3点地面同步爆炸进行了试验研究,并利用冲击波与刚性壁面碰撞理论计算了2个冲击波相互作用的冲击波压力和冲量。结果表明:多个装药同步爆炸时,冲击波超压和冲量都显著增加,大大提高了装药爆炸威力。装药总质量相同时,炸药的组合数量越多,冲击波超压和冲量越高,不同布局的装药,冲击波超压和冲量的增加量也不同。冲击波与刚壁的碰撞模型可以用来近似计算2个同等强度冲击波的相互作用。     

激光感应等离子体冲击波碎石

文章对激光感应等离子体冲击波碎石技术的物理机理、发展现状及未来趋势做了综合性评述，并结合作者的实验研究对激光碎石中存在的重要技术问题进行了探讨，同时提出了一些可能的解决办法．     

物理有戏 游戏物理

回想走过的岁月,我和物理有缘。物理的奇、趣、神让我(自称为“吴姥姥”的小老太)至今仍陶醉不已。我常常对孩子们说,物理有戏呢,让我们尽情地游戏物理吧。     

物理有戏 游戏物理

回想走过的岁月,我和物理有缘。物理的奇、趣、神让我(自称为"吴姥姥"的小老太)至今仍陶醉不已。我常常对孩子们说,物理有戏呢,让我们尽情地游戏物理吧。小时候,和父亲一起做趣味题和趣味实验觉得无比开心。记得一次燃烧镁条,让我极为诧异,居然金属那么容易点燃,而且放出如此耀眼的光芒,我既奇怪又兴奋,到学校后,立刻绘声绘色地告     

运动装药空中爆炸冲击波特性研究

利用AUTODYN对不同速度装药的空中爆炸冲击波场进行数值计算,定量研究运动装药空中爆炸冲击波场特性。仿真结果表明:装药速度对冲击波场的时空分布有较大影响,爆炸初期冲击波场的移动速度和位移与装药速度正相关;动爆冲击波场为空间非均匀分布,超压值随着与装药运动方向夹角的增大近似呈余弦变化,由大于静爆超压值逐渐降低为小于静爆超压值,且变化幅度均随装药速度的增加而增大。最后,分析了动爆与静爆冲击波场的关联特性,建立了动爆冲击波超压的工程计算模型,模型计算结果与动爆试验结果及仿真计算结果吻合较好。     

水下爆炸冲击波数值仿真研究

由于在水下爆炸冲击波的数值仿真研究中,水的状态方程、人工黏性系数和网格尺寸对数值计算结果影响很大,采用常规TNT炸药的水下爆炸为例,以冲击波的峰值压力和比冲量为衡量指标,研究了这3个主要影响因素对数值仿真结果的影响。首先,通过采用常用的5种水的状态方程进行系列仿真,给出了各种状态方程的适用范围;其次,讨论了人工黏性系数对计算结果的影响,并给出了一次与二次人工黏性系数的建议取值范围;最后,通过对不同炸药当量及不同网格尺寸开展系列运算,从而得到不同炸药当量在满足工程计算精度要求下所对应的建议网格尺寸,并得到了不同炸药当量所对应的建议网格尺寸的表达式。     

表面放电等离子体产生冲击波特性

采用压力传感器,分析XeF(CA)激光器高电压表面放电光泵浦方式不同位置、不同放电电压条件下冲击波特性。研究结果表明,表面放电等离子体膨胀产生的冲击波持续时间为ms量级,在冲击波过后伴随有相对较弱的压力波。随着充电电压增加,放电过程释放能量增多,冲击波峰值压强也变大,最大压强可达1 MPa,同时冲击波峰值延后,冲击波持续时间变长。