Page 179 - 《爆炸与冲击》2026年第01期

第 46 卷 伍俊英，等： 金属桥箔电爆炸驱动飞片过程流场瞬态观测与数值模拟 第 1 期

与等离子体反复吸收电能升温等因素的共同作用下，流场最高温度以不同的速率逐渐降低，到 2 310 ns
时，流场最高温度降为 3 100 K；流场的温度分布在飞片未突破冲击波波阵面时呈半圆形，内部高温区域
也呈半圆形，当飞片突破冲击波波阵面后，流场温度分布前沿突起，且由于飞片对空气的强烈压缩作用，
飞片前端区域也为高温区域。

T/K T/K
6 9.95×10 3 6 6.58×10 3 6 T/K 3 6 T/K 3
4 8.88×10 3 3 4 5.88×10 3 3 4 5.54×10 3 3 4 4.41×10 3 3
4.96×10
3.95×10
5.18×10
7.81×10
4.38×10
3.50×10
y/mm 2 0 6.73×10 3 3 3 3 y/mm 2 0 4.48×10 3 3 3 3 y/mm 2 0 3.79×10 3 3 3 3 y/mm 2 0 3.04×10 3 3 3 3
5.66×10
2.58×10
3.21×10
3.79×10
4.59×10
3.09×10
2.13×10
2.63×10
2.05×10
3.52×10
−2
1.69×10
1.21×10
−4
−4
−4
−4 2.44×10 3 3 −2 2.39×10 3 2 −2 1.46×10 3 2 −2 1.67×10 3 2
1.37×10
9.97×10
8.82×10
7.57×10
−6 3.00×10 2 −6 3.00×10 2 −6 3.00×10 2 −6 3.00×10 2
0 2.5 5.0 0 2.5 5.0 0 2.5 5.0 0 2.5 5.0
x/mm x/mm x/mm x/mm
(a) 516 ns (b) 780 ns (c) 860 ns (d) 960 ns
T/K
T/K
T/K
6 4.15×10 3 6 4.10×10 3 6 T/K 6 3.10×10 3
4 3.72×10 3 3 4 3.68×10 3 3 4 3.79×10 3 3 3 4 2.79×10 3 3
3.40×10
3.26×10
3.29×10
2.48×10
y/mm 2 0 2.87×10 3 3 y/mm 2 0 2.83×10 3 3 y/mm 2 0 3.01×10 3 3 y/mm 2 0 2.17×10 3 3
2.62×10
1.86×10
2.44×10
2.41×10
2.24×10
−2 2.01×10 3 3 −2 1.99×10 3 3 −2 1.85×10 3 3 −2 1.54×10 3 3
1.58×10
1.57×10
1.23×10
1.46×10
−4 1.16×10 3 2 −4 1.14×10 3 2 −4 1.07×10 3 −4 9.22×10 2 2
6.11×10
7.22×10
7.28×10
−6 3.00×10 2 −6 3.00×10 2 −6 6.87×10 2 2 −6 3.00×10 2
0 2.5 5.0 0 2.5 5.0 0 2.5 5.0 3.00×10 0 2.5 5.0
x/mm x/mm x/mm x/mm
(e) 1 360 ns (f) 1 660 ns (g) 1 960 ns (h) 2 310 ns
图 10 桥箔电爆炸驱动飞片过程流场温度分布
Fig. 10 Temperature distribution of flow field of flyer driven by the electric explosion of metal foil
2.4.3 等离子体相分布
图 11 给出了桥箔电爆炸驱动飞片运动过程中不同时刻流场的等离子体相分布，由图 11 可知：在
516 ns 时，加速膛内的等离子体已经开始向空气中扩散，飞片与等离子体紧密连接，等离子体相分布呈扁
平状，960 ns 左右时，由于飞片的后方出现负压区，导致空气向飞片后方运动，使得飞片后方的等离子体
不断被挤压，从而使飞片后方的等离子体区域持续变窄，由于等离子体沿 x 方向的膨胀速度远高于沿
y 方向的膨胀速度，导致等离子体分布后期呈长条状；516 ns 时，等离子体沿 y 方向的最大膨胀距离为
6 fraction 6 fraction 6 fraction 6 fraction
Volume Volume Volume Volume
4 1.0 4 1.0 4 1.0 4 1.0
2 0.8 2 0.8 2 0.8 2 0.8
y/mm 0 0.6 y/mm 0 0.6 y/mm 0 0.6 y/mm 0 0.6
−2 0.4 −2 0.4 −2 0.4 −2 0.4
0.2
0.2
0.2
−4 0.2 −4 0 −4 0 −4 0
0
−6 −6 −6 −6
0 2.5 5.0 0 2.5 5.0 0 2.5 5.0 0 2.5 5.0
x/mm x/mm x/mm x/mm
(a) 516 ns (b) 780 ns (c) 860 ns (d) 960 ns
6 Volume 6 Volume 6 Volume 6 Volume
fraction
fraction
fraction
fraction
4 1.0 4 1.0 4 1.0 4 1.0
2 0.8 2 0.8 2 0.8 2 0.8
y/mm −2 0 0.6 y/mm −2 0 0.6 y/mm −2 0 0.6 y/mm −2 0 0.6
0.4
0.4
0.4
0.4
−4 0.2 −4 0.2 −4 0.2 −4 0.2
0
0
0
0
−6 −6 −6 −6
0 2.5 5.0 0 2.5 5.0 0 2.5 5.0 0 2.5 5.0
x/mm x/mm x/mm x/mm
(e) 1 360 ns (f) 1 660 ns (g) 1 960 ns (h) 2 310 ns
图 11 桥箔电爆炸驱动飞片过程流场等离子体相分布
Fig. 11 Plasma phase distribution of flow field of flyer driven by the electric explosion of metal foil
014101-10