金屬?zèng)_擊射流形成、斷裂和顆?；植佳芯?pdf

1、金屬?zèng)_擊射流形成、失穩(wěn)和顆粒化斷裂問(wèn)題的理論和數(shù)值模擬，是當(dāng)前沖擊動(dòng)力學(xué)研究和工程應(yīng)用研究中的重要課題;尤其是，對(duì)于近年來(lái)工程物理中普遍關(guān)注的高壓動(dòng)載荷下金屬材料表面微噴射研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。基于這一應(yīng)用背景，本論文的研究工作主要集中在以下幾個(gè)方面:
　　1.平面來(lái)流非對(duì)稱(chēng)碰撞形成射流的理論研究。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外非對(duì)稱(chēng)構(gòu)形下金屬射流形成問(wèn)題的研究不足，首次在解橢圓上建立了平面來(lái)流非對(duì)稱(chēng)碰撞形成射流問(wèn)題的方程組封閉條件，提出了非對(duì)

2、稱(chēng)射流形成的幾何理論，具體推導(dǎo)了射流形成的臨界條件和出流公式。采用理論預(yù)測(cè)、歐拉程序模擬并結(jié)合實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)地研究了距離來(lái)流交匯點(diǎn)無(wú)限遠(yuǎn)和有限遠(yuǎn)兩類(lèi)典型碰撞情況下，存在穩(wěn)態(tài)出流的來(lái)流交匯條件和出流規(guī)律，以及初始非對(duì)稱(chēng)因素如:來(lái)流厚度比、初始交匯狀態(tài)和碰撞角等對(duì)形成射流和杵體的影響;并討論了其他理論模型的適用性。本研究提出的非對(duì)稱(chēng)射流形成的幾何理論，在較廣的非對(duì)稱(chēng)碰撞條件下，與實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算結(jié)果一致性較好，彌補(bǔ)了以往近似理論的不足。
　

3、　2.金屬?zèng)_擊射流的失穩(wěn)和斷裂機(jī)理研究。建立了射流失穩(wěn)斷裂的近似理論:基于哈密頓原理，推導(dǎo)和建立了能夠比較全面描述金屬射流拉伸失穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)方程，編制了相應(yīng)計(jì)算程序，該方程耦合了射流強(qiáng)度、剪切、應(yīng)變率效應(yīng)、動(dòng)力學(xué)粘性、表面張力、氣動(dòng)阻力和慣性力等多種因素對(duì)射流穩(wěn)定性的影響。推導(dǎo)了射流失穩(wěn)的小擾動(dòng)方程，具體分析了影響金屬射流穩(wěn)定性的各種因素，并由數(shù)值解定量給出其影響大小，以及最不穩(wěn)定波長(zhǎng)與初始應(yīng)變率乘積λm(ε)0值的變化范圍;從理論上得到了

4、相鄰顆粒的速度差公式和斷裂顆粒數(shù)目;給出了金屬射流斷裂的時(shí)間判據(jù)和近似理論公式，與射流實(shí)驗(yàn)點(diǎn)、Chou&Carleone公式比較，符合較好。
　　3.工程物理中微噴射問(wèn)題的應(yīng)用研究。首次將建立的描述金屬?zèng)_擊射流形成、失穩(wěn)和顆?；瘮嗔训慕评碚摚瑧?yīng)用于對(duì)高壓動(dòng)載荷下金屬表面微尺度射流形成、斷裂和噴射場(chǎng)顆粒度分布規(guī)律研究。模擬了典型金屬材料的溝槽微射流實(shí)驗(yàn)，對(duì)金屬表面微粒噴射場(chǎng)的粒徑分布和速度分布特征進(jìn)行理論估計(jì)，得到了與LANL實(shí)驗(yàn)