金屬沖擊射流形成、斷裂和顆?；植佳芯?pdf

1、金屬沖擊射流形成、失穩(wěn)和顆粒化斷裂問題的理論和數(shù)值模擬，是當前沖擊動力學研究和工程應用研究中的重要課題;尤其是，對于近年來工程物理中普遍關注的高壓動載荷下金屬材料表面微噴射研究具有重要的現(xiàn)實意義。基于這一應用背景，本論文的研究工作主要集中在以下幾個方面:
　　1.平面來流非對稱碰撞形成射流的理論研究。針對目前國內(nèi)外非對稱構(gòu)形下金屬射流形成問題的研究不足，首次在解橢圓上建立了平面來流非對稱碰撞形成射流問題的方程組封閉條件，提出了非對

2、稱射流形成的幾何理論，具體推導了射流形成的臨界條件和出流公式。采用理論預測、歐拉程序模擬并結(jié)合實驗，系統(tǒng)地研究了距離來流交匯點無限遠和有限遠兩類典型碰撞情況下，存在穩(wěn)態(tài)出流的來流交匯條件和出流規(guī)律，以及初始非對稱因素如:來流厚度比、初始交匯狀態(tài)和碰撞角等對形成射流和杵體的影響;并討論了其他理論模型的適用性。本研究提出的非對稱射流形成的幾何理論，在較廣的非對稱碰撞條件下，與實驗和數(shù)值計算結(jié)果一致性較好，彌補了以往近似理論的不足。
　

3、　2.金屬沖擊射流的失穩(wěn)和斷裂機理研究。建立了射流失穩(wěn)斷裂的近似理論:基于哈密頓原理，推導和建立了能夠比較全面描述金屬射流拉伸失穩(wěn)的運動方程，編制了相應計算程序，該方程耦合了射流強度、剪切、應變率效應、動力學粘性、表面張力、氣動阻力和慣性力等多種因素對射流穩(wěn)定性的影響。推導了射流失穩(wěn)的小擾動方程，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)定波長與初始應變率乘積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間判據(jù)和近似理論公式，與射流實驗點、Chou&Carleone公式比較，符合較好。
　　3.工程物理中微噴射問題的應用研究。首次將建立的描述金屬沖擊射流形成、失穩(wěn)和顆?；瘮嗔训慕评碚?，應用于對高壓動載荷下金屬表面微尺度射流形成、斷裂和噴射場顆粒度分布規(guī)律研究。模擬了典型金屬材料的溝槽微射流實驗，對金屬表面微粒噴射場的粒徑分布和速度分布特征進行理論估計，得到了與LANL實驗