带窗口磁驱动准等熵压缩实验模拟 被引量：2

1

作者 阚明先 王刚华 +4 位作者 刘利新 南小龙 计策 何勇 段书超 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期117-121,共5页

在二维磁驱动数值模拟程序MDSC2中增加了LiF材料的材料参数和功能模块,使MDSC2程序具有了求解带窗口磁驱动准等熵压缩实验的能力。采用MDSC2程序,对大电流脉冲功率装置上的exp-3-window、exp-6-window带窗口磁驱动准等熵压缩实验进行了... 在二维磁驱动数值模拟程序MDSC2中增加了LiF材料的材料参数和功能模块,使MDSC2程序具有了求解带窗口磁驱动准等熵压缩实验的能力。采用MDSC2程序,对大电流脉冲功率装置上的exp-3-window、exp-6-window带窗口磁驱动准等熵压缩实验进行了模拟。数值模拟结果表明,二维磁驱动数值模拟程序MDSC2能正确模拟带窗口磁驱动准等熵压缩实验exp-3-window和exp-6-window的全过程,模拟的飞片/窗口界面速度在飞片/窗口界面速度的上升阶段、峰值附近和卸载阶段与实验测量基本一致,验证了新程序的计算有效性。MDSC2程序对带窗口磁驱动准等熵压缩实验的正确模拟有助于磁驱动样品物性实验的研究。 展开更多

关键词 磁驱动准等熵压缩实验 二维磁驱动数值模拟程序 飞片/窗口界面速度 磁流体力学 数值模拟

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基于Monte Carlo方法的磁驱动准等熵压缩实验不确定度量化评估

2

作者 潘忻彤 罗斌强 +6 位作者 张旭平 彭辉 陈学秒 王桂吉 谭福利 赵剑衡 孙承纬 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-17,共17页

磁驱动准等熵压缩实验是研究材料偏离Hugoniot状态高压物性和动力学行为的重要实验技术之一,开展不确定量化评估具有重要意义和价值。基于Monte Carlo原理,结合磁驱动准等熵压缩实验过程分析、Lagrange分析和特征线正向数据处理方法建... 磁驱动准等熵压缩实验是研究材料偏离Hugoniot状态高压物性和动力学行为的重要实验技术之一,开展不确定量化评估具有重要意义和价值。基于Monte Carlo原理,结合磁驱动准等熵压缩实验过程分析、Lagrange分析和特征线正向数据处理方法建立了适用于此类实验的Monte Carlo不确定度量化评估方法,实现利用磁驱动准等熵压缩实验获取材料声速、应力、应变等物理量以及状态方程和本构关系等物理模型的不确定度量化评估。利用建立的不确定度评估方法,对文献中已开展的钽、铜和NiTi合金的磁驱动准等熵压缩实验结果进行不确定度量化评估与分析。结果表明,基于本文中方法的评估结果与国外文献以相同原理得到的评估结果一致。对基于CQ-4装置开展的NiTi合金磁驱动准等熵压缩实验的评估结果表明,设计的磁驱动准等熵压缩实验是一种可靠的精密物理实验。在此基础上,深入讨论了磁驱动准等熵压缩实验的误差相关性和敏感性。结果表明:台阶样品厚度和粒子速度的测量是影响实验精度的主要因素。 展开更多

关键词 磁驱动准等熵压缩 不确定度 Monte Carlo方法 量化评估

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磁驱动平面准等熵加载装置、实验技术及应用研究新进展 被引量：5

3

作者 王桂吉 罗斌强 +5 位作者 陈学秒 张旭平 种涛 蔡进涛 谭福利 孙承纬 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期62-83,共22页

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、... 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。 展开更多

关键词 大电流脉冲功率装置 磁压力 准等熵压缩 数据处理方法 材料动态性能

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磁驱动准等熵压缩下单晶氟化锂的光学特性 被引量：5

4

作者 王贵林 王治 +8 位作者 张朝辉 李军 沈兆武 刘仓理 孙奇志 刘正芬 章征伟 赵小明 魏懿 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期204-210,共7页

以"阳"加速器和PTS装置为驱动源,开了展单晶氟化锂(LiF,通光方向[100])窗口材料在准等熵压缩下的光学特性实验研究。应用全光纤激光多普勒探针系统(DPS,激光波长1550nm)同时测量了Ly12铝材料电极加窗和未加窗的后界面速度历史... 以"阳"加速器和PTS装置为驱动源,开了展单晶氟化锂(LiF,通光方向[100])窗口材料在准等熵压缩下的光学特性实验研究。应用全光纤激光多普勒探针系统(DPS,激光波长1550nm)同时测量了Ly12铝材料电极加窗和未加窗的后界面速度历史,结合窗口材料修正方法获取了单晶氟化锂窗口材料在实验条件下折射率随密度的变化和界面粒子速度修正因子。每次实验可获取窗口材料样品的连续加载历史数据,进而处理得到LiF窗口材料在近50GPa准等熵压力范围内的修正因子。结合拟合的线性关系,进一步处理获得了在实验过程中折射率随密度的变化。将这些实验结果与D.E.Fratanduono,Y.Ma,B.J.Jensen的对应数据比较,其中与光子多普勒测速系统(PDV,1550nm)测量结果基本相符,不确定度与多次冲击实验得到的结果相当。 展开更多

关键词 磁驱动准等熵 多普勒探针系统 单晶氟化锂 折射率变化 高压特性

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磁驱动等熵压缩实验构形的磁流体力学计算模拟 被引量：2

5

作者 赵继波 孙承纬 +4 位作者 罗斌强 蔡进涛 王桂吉 谭福利 赵剑衡 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期685-693,共9页

在一维弹塑性反应流体力学拉格朗日编码SSS的基础上扩充编制成功的一维磁流体力学计算编码SSS/MHD,可以计算模拟磁驱动等熵压缩(ICE)实验中多介质、多空腔的不同厚度平行样品构形(台阶靶)运动,并且把磁流体计算与模拟脉冲功率驱动源的... 在一维弹塑性反应流体力学拉格朗日编码SSS的基础上扩充编制成功的一维磁流体力学计算编码SSS/MHD,可以计算模拟磁驱动等熵压缩(ICE)实验中多介质、多空腔的不同厚度平行样品构形(台阶靶)运动,并且把磁流体计算与模拟脉冲功率驱动源的集中参数外电路方程组直接耦合,不依赖于实验当时测量的驱动电流(电压)数据,直接根据原始数据对实验样品的力学和电磁学运动过程和各种参数剖面进行数值模拟.介绍了对于纯铝、钽和塑料粘结炸药等3种性能不同材料的台阶靶样品ICE实验的计算模拟,得到了与激光速度干涉测量的不同厚度样品后自由面(或光学窗口界面)速度历史十分符合的结果,对于实验结果的分析和实验设计的改进具有重要意义.旨在为磁驱动实验系统的校核、设计和实验构形改进提供有一定预测能力、功能比较完善的计算模拟研究手段. 展开更多

关键词 等熵压缩 磁流体力学 磁驱动实验加载技术 计算编码 多场耦合

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激光驱动准等熵压缩实验研究 被引量：2

6

作者 李牧 赵祥杰 +3 位作者 张红平 袁红 赵剑衡 孙承纬 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1084-1089,共6页

利用激光驱动的等离子体实现平面准等熵压缩是近年发展起来的一种新型动高压加载方式,同时也是目前加载应变率最高的准等熵压缩方式,该技术为研究材料准等熵压缩特性和物态方程提供了一条新的途径。探索了激光驱动下平面准等熵压缩的实... 利用激光驱动的等离子体实现平面准等熵压缩是近年发展起来的一种新型动高压加载方式,同时也是目前加载应变率最高的准等熵压缩方式,该技术为研究材料准等熵压缩特性和物态方程提供了一条新的途径。探索了激光驱动下平面准等熵压缩的实验技术,在100J固体激光器上成功开展了金属样品的准等熵压缩实验,利用位移干涉测速技术获取了Al/LiF样品界面的速度历史,在样品中获得了接近500m/s的原位粒子速度,应变率达106s-1,准等熵压缩峰值约7GPa. 展开更多

关键词 爆炸力学 激光驱动 准等熵压缩 反积分

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内爆磁压缩准等熵加载过程分析与实验验证

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作者 陆禹 谷卓伟 +1 位作者 周中玉 孙承纬 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期104-112,共9页

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... 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。 展开更多

关键词 磁流体力学 内爆磁压缩装置 准等熵压缩 CJ-100发生器

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带窗口准等熵压缩实验的流场反演技术 被引量：6

8

作者 王刚华 孙承纬 +3 位作者 王桂吉 赵剑衡 谭福利 胡熙静 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期101-104,共4页

在一维拉格朗日平面准等熵压缩流体力学的基础上,建立了带窗口准等熵压缩实验流场反演方法,给出了界面处压力历史的求法,编制了实现流场反演技术的程序,并与一般流体力学计算进行了比较;对Z575号实验给出的界面速度历史进行了反演计算,... 在一维拉格朗日平面准等熵压缩流体力学的基础上,建立了带窗口准等熵压缩实验流场反演方法,给出了界面处压力历史的求法,编制了实现流场反演技术的程序,并与一般流体力学计算进行了比较;对Z575号实验给出的界面速度历史进行了反演计算,给出了的Al 6061-T6等熵压缩线。 展开更多

关键词 流体力学 流场反演方法(反积分方法) Lagrange分析 准等熵压缩实验 窗口

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基于天光一号装置的激光直接驱动准等熵压缩研究 被引量：1

9

作者 张品亮 王钊 +4 位作者 李宇 田宝贤 李业军 殷倩 汤秀章 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2038-2044,共7页

采用一种新型的激光驱动准等熵压缩方式,利用KrF准分子激光长脉宽的特点,在不经过脉冲整形的情况下在带窗口铝靶上实现了激光直接驱动准等熵压缩。实验前,对激光光束和靶结构进行了匹配设计。激光打靶获得的峰值压力为16.8GPa,压力上升... 采用一种新型的激光驱动准等熵压缩方式,利用KrF准分子激光长脉宽的特点,在不经过脉冲整形的情况下在带窗口铝靶上实现了激光直接驱动准等熵压缩。实验前,对激光光束和靶结构进行了匹配设计。激光打靶获得的峰值压力为16.8GPa,压力上升前沿约为17.0ns,与辐射流体力学数值模拟结果一致,验证了实验方法的可行性和天光一号装置的稳定性和可重复性。通过分析受辐照后靶的损伤形貌与结构特征,发现受辐照区域铝膜完全气化,在辐照区域边缘形成溅射堆积状。辐照前后材料组织结构稳定,在高温高压作用下未形成新物质。最后,基于一维辐射流体力学模拟程序研究了不同激光功率密度对准等熵压缩加载过程影响规律,并采用热力学定律计算了其熵增,获得了其变化规律。 展开更多

关键词 准等熵压缩 激光 材料损伤 实验 数值模拟

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一维平面磁驱动等熵加载发射飞片技术 被引量：8

10

作者 赵剑衡 孙承纬 +2 位作者 谭福利 彭其先 王桂吉 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期303-308,共6页

探索了一维平面磁驱动发射飞片的实验技术,实现了在一个样品上同时发射两个不同厚度的飞片,并利用VISAR测试技术同时获得了两个飞片自由面完整的速度历史。其中在回路放电峰值电流密度为823 kA/cm的情况下,在上升前沿2μs内将厚度为0.38... 探索了一维平面磁驱动发射飞片的实验技术,实现了在一个样品上同时发射两个不同厚度的飞片,并利用VISAR测试技术同时获得了两个飞片自由面完整的速度历史。其中在回路放电峰值电流密度为823 kA/cm的情况下,在上升前沿2μs内将厚度为0.38 mm、直径为4 mm的铝飞片发射到1.5 km/s,作用在飞片上的最大磁压力为4.25 GPa。显微分析发现,在飞片速度较高的情况下,飞片与镗孔底部剪切破坏的断口上,由于凝固过程中过冷度大有非晶等现象出现。进一步促进了磁驱动等熵加载、发射飞片实验技术、物态方程研究的开展。 展开更多

关键词 爆炸力学 发射技术 等熵压缩 飞片 磁驱动 VISAR

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准等熵实验数据处理的反积分方法研究 被引量：9

11

作者 张红平 孙承纬 +1 位作者 李牧 赵剑衡 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期105-111,共7页

目前准等熵压缩实验中仅能直接得到加载条件相同、厚度不同的平行样品的自由面/窗口界面速度历程.为得到固体样品内部的信息,在基于无黏流体反积分方法的基础上,对该方法进行了改进,修正自由面反射对应力波的扰动,加入流体弹塑性模型计... 目前准等熵压缩实验中仅能直接得到加载条件相同、厚度不同的平行样品的自由面/窗口界面速度历程.为得到固体样品内部的信息,在基于无黏流体反积分方法的基础上,对该方法进行了改进,修正自由面反射对应力波的扰动,加入流体弹塑性模型计算偏应力,通过优化调整等熵参考线方程中的参数,反演出了样品内部任意位置处的准等熵加载历史,得到了样品的热力学准等熵参考线.通过和已有的实验计算数据的比较,验证了反积分方法的可靠性,从而为准等熵实验提供了高效可信的反积分数据处理方法. 展开更多

关键词 反积分 准等熵压缩 加载历史 磁压驱动 激光驱动

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HMX基PBX炸药的等熵压缩实验研究 被引量：6

12

作者 蔡进涛 赵锋 +4 位作者 王桂吉 吴刚 王为 罗斌强 赵剑衡 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期210-214,共5页

利用磁驱动准等熵压缩加载实验技术,研究了某奥克托今(HMX)基高聚物粘结炸药(PBX)未反应固体炸药峰值压力8 GPa内的动力学响应特点。实验在保持多样品加载压力历史一致的前提下,同时加载多个不同厚度实验样品,用激光干涉测速方法获得了... 利用磁驱动准等熵压缩加载实验技术,研究了某奥克托今(HMX)基高聚物粘结炸药(PBX)未反应固体炸药峰值压力8 GPa内的动力学响应特点。实验在保持多样品加载压力历史一致的前提下,同时加载多个不同厚度实验样品,用激光干涉测速方法获得了样品的速度响应历史曲线,对实验数据进行了Lagrange分析处理,获得了该PBX炸药样品8 GPa内的准等熵压缩线,多发实验获得的准等熵压缩线在该压力范围内一致,基于该状态方程的拟合参数对实验结果进行了流体动力学计算,计算结果与实验结果吻合较好。 展开更多

关键词 爆炸力学 高聚物粘结炸药(PBX) 动力学响应 磁驱动 准等熵压缩

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柱面内爆磁通量压缩实验中的磁扩散过程

13

作者 陆禹 肖波 谷卓伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期85-90,共6页

利用一维磁流体力学程序MC11D,对套筒材料为不锈钢的柱面内爆磁通量压缩实验进行了数值模拟,研究了其中的磁扩散过程。计算结果表明:当套筒空腔中的磁场被压缩到350T左右时,峭面磁扩散波开始形成,磁扩散波的波前从套筒内壁开始以0.75km/... 利用一维磁流体力学程序MC11D,对套筒材料为不锈钢的柱面内爆磁通量压缩实验进行了数值模拟,研究了其中的磁扩散过程。计算结果表明:当套筒空腔中的磁场被压缩到350T左右时,峭面磁扩散波开始形成,磁扩散波的波前从套筒内壁开始以0.75km/s的平均速度向外快速推进,给磁场的压缩带来了不利影响;随着套筒内壁温度迅速升高,内壁附近会形成一个电阻率仅有0.3mΩ·cm左右的等离子体保护层,又极大地减缓了空腔磁场向套筒中扩散的速度。在磁压缩过程中,峭面磁扩散波和等离子体层对于空腔磁场的扩散起着相反的作用,两者在发展的过程中相互竞争,在不同的阶段分别起着主导作用。 展开更多

关键词 流体力学 柱面内爆 磁通量压缩 准等熵压缩 非线性磁扩散 峭面波

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爆磁压缩发生器延时控制系统分析及实现 被引量：2

14

作者 史云雷 张合 +2 位作者 马少杰 顾林 贺海 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期142-147,共6页

针对爆磁压缩发生器高精度延时起爆控制的要求,建立了基于电路控制延时方案的最佳起爆时序模型,分析了其时序误差散布。设计了一种爆轰驱动飞片型高功率放电开关,通过数值仿真分析了开关的耐压能力及飞片变形。实验测试了6发开关的闭合... 针对爆磁压缩发生器高精度延时起爆控制的要求,建立了基于电路控制延时方案的最佳起爆时序模型,分析了其时序误差散布。设计了一种爆轰驱动飞片型高功率放电开关,通过数值仿真分析了开关的耐压能力及飞片变形。实验测试了6发开关的闭合放电性能,数据表明:开关两极间电压5k V时未出现击穿现象,闭合响应时间分布在66±5μs以内、标准差2.7μs,开关导通时间≥900μs,放电效率接近90%。采用小型爆磁压缩发生器与延时控制系统进行了联调实验,结果表明:爆磁压缩发生器运行时刻与电流峰值时刻相差1.8μs,延时误差7.8%,延时控制系统满足高精度起爆控制的要求。 展开更多

关键词 爆磁压缩发生器 延时控制系统 爆轰驱动放电开关 实验分析

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斜波压缩下PBX-59未反应固体炸药的状态方程 被引量：3

15

作者 种涛 蔡进涛 王桂吉 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期35-40,I0003,共7页

利用磁驱动加载实验技术,开展了斜波压缩下未反应固体炸药PBX-59的动力学特性研究,获得了峰值压力18.5 GPa下PBX-59的动力学响应。利用阻抗匹配修正的迭代Lagrange数据处理方法,获取了PBX-59炸药斜波压缩加载下的p-V关系和声速-粒子速... 利用磁驱动加载实验技术,开展了斜波压缩下未反应固体炸药PBX-59的动力学特性研究,获得了峰值压力18.5 GPa下PBX-59的动力学响应。利用阻抗匹配修正的迭代Lagrange数据处理方法,获取了PBX-59炸药斜波压缩加载下的p-V关系和声速-粒子速度关系等动力学特性参数。结合实验获得的动力学参数和等熵状态方程,对实验过程开展了流体动力学数值模拟,计算和实验结果基本吻合,验证了本研究实验技术、数据处理方法和物理模型的正确性。 展开更多

关键词 固体炸药 磁驱动斜波加载 等熵压缩线 状态方程 PBX-59

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10MA多支路汇流装置上钽的强度实验研究

16

作者 张朝辉 王贵林 +4 位作者 章征伟 郭帆 计策 傅贞 李勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期117-125,共9页

磁驱动准等熵加载技术通过电流产生的磁压力加载材料,加载路径由负载电流波形和负载结构决定。作为应变率介于静高压加载和冲击加载之间的新型实验技术,熵增小、温升低。10 MA装置是典型的多支路汇流装置,包括24个电流支路,可在较大范... 磁驱动准等熵加载技术通过电流产生的磁压力加载材料,加载路径由负载电流波形和负载结构决定。作为应变率介于静高压加载和冲击加载之间的新型实验技术,熵增小、温升低。10 MA装置是典型的多支路汇流装置,包括24个电流支路,可在较大范围内控制负载电流波形,实现mm厚、cm直径样品在不同应变率下的准等熵加载。基于10 MA装置,通过调节负载电流波形实现样品加载路径控制,在一定压力-应变率范围,开展金属钽的强度实验研究,获取了不同厚度金属钽样品的加-卸载波剖面速度历史,分析获得了钽在系列峰值压力下的强度数据,比较了多个加载平台不同加载路径下的强度数据,实验结果与美国圣地亚国家实验室的磁驱动准等熵结果接近(平均应变率都约为105 s−1),明显高于冲击加载的流动强度,低于准静态加载获取的流动强度,与应变率增高强度会有所下降的理论预测一致。基于多支路汇流装置,未来将可开展更为丰富的材料动力学特性实验研究。 展开更多

关键词 磁驱动准等熵 电流波形 强度 加载路径 钽

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直线变压器驱动源模块输出电流上升时间调节

17

作者 王杰 陈林 +5 位作者 郭帆 赵越 张元军 李晔 王勐 戴英敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期91-95,共5页

针对磁驱动等熵压缩实验对加载电流波形的特殊需求,基于改造后的1 MA直线变压器驱动源（LTD）原理性模块,开展了输出电流上升时间调节实验研究.48只开关分为4组,由4根高压电缆引入触发脉冲分别触发,共进行了三组不同电缆长度组合的触发... 针对磁驱动等熵压缩实验对加载电流波形的特殊需求,基于改造后的1 MA直线变压器驱动源（LTD）原理性模块,开展了输出电流上升时间调节实验研究.48只开关分为4组,由4根高压电缆引入触发脉冲分别触发,共进行了三组不同电缆长度组合的触发放电实验.结果表明：在±32 kV充电电压下,输出电流上升时间（0～100％）可由301.2 ns增加至436.0 ns,相应的输出电流幅度由294.0 kA下降至210.2 kA.实验还采用光纤探针阵列测试系统同时对其中40只多间隙气体开关的放电发光过程进行了诊断,获得了相应开关的闭合导通起始时间.基于实验参数,利用PSpice电路模型进行了校验,并对早期触发的支路组对后续触发支路组的影响进行了分析.实验初步验证了LTD模块内部子块通过分时放电实现输出波形调节的能力. 展开更多

关键词 磁驱动等熵压缩 直线变压器驱动源 波形调节 上升时间

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