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多孔材料的温度和压强计算
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP334.2[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理重点实验室,绵阳621999
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11302202)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号:201402084)资助的课题.
中文摘要:

多孔材料内部含有大量孔隙,孔隙一旦塌陷就回归为密实物质.但孔隙塌陷沉积的能量将提升基体材料的温度,导致热力学状态量发生变化.尤其是在冲击波压缩下,多孔材料的温升很高,温度变化对其他热力学状态量的变化影响很大,因此解决多孔材料的温度计算是不可回避的问题.本文在研究Griineisen通用函数γv(u)的基础上,将密实材料的德拜温度函数通过数学的方法,延拓到多孔材料的密度范围,建立了多孔材料的等效德拜温度函数θ(v);并据此推导出了多孔材料的等熵温度函数Ts(v).再借鉴多孔材料0K等熵功相等的假设、建立了多孔材料与密实材料在相等压强下等熵功相等的计算模型、给出了多孔材料的等熵压强函数Ps(v).于是,齐备了冲击波压缩下多孔材料温度和压强计算的参考方程,即温度方程Ts(v)和压强方程Ps(v).为了检验本文方法的有效性,以Cu为例计算了孔隙度m=1.13,1.22,1.41,1.56,1.98等5种多孔材料的冲击压强和冲击温度,计算结果与实验数据相符较好.同时,用其他方法做了计算,两种方法计算结果的比较,显示出本文计算方法的可靠性.

英文摘要:

Porous material contains a large number of pores, and once the pore space collapses, it changes into a dense material with the great increase of temperature because of the energy deposition by porosity collapsing. In the process of shock compression, the temperature is extremely increased, which influences the thermodynamic state of porous material significantly. Therefore, the calculation of temperature is important for the shock compression of porous material, yet it has not been solved well in the literature. In this paper, based on the study of Gruneisen general function γv(v), the Debye temperature function of solid material is extended to the region of porous material, and the equivalent Debye temperature function θ(v) of porous material is formulated, from which the isentropic temperature function Ts(v) of porous material is obtained. Furthermore, a computation model is established, in which the isentropic work of porous is assumed to be equal to that of compact material under the same pressure at 0 K. With this model, the isentropic pressure function ps(v) of the porous material is acquired. Hence, the reference equation for calculating temperature and pressure of porous material, i.e., Ts(v) and ps(v), is completed. To demonstrate this method, the p-v and T-v curves of the Htigoniot state of porous copperare computed, and the values of porosity are rn 1.13, 1.22, 1.41, 1.56 and 1.98, respectively. The calculated results are in good agreement with the experimental data. A comparison with other calculation is also made, indicating a better reliability of the present method.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876