中文摘要：

冲击载荷作用下金属射流的形成、失稳和断裂过程，特别是金属表面微缺陷形成射流喷射过程的理论及应用研究，是当前冲击动力学领域的前沿课题，具有重要的军事和工程应用背景。本项目将从研究金属冲击射流的形成条件、断裂机理出发，建立较全面描述金属冲击射流失稳、断裂的分析理论和数值程序，定量分析影响射流稳定性的各种因素及其大小，应用于金属表面微缺陷射流的颗粒化断裂研究；结合国内外金属微喷射实验及相关理论和计算结果，模拟给出高速冲击下典型金属微射流喷射场粒子的粒径、速度分布特征，以及加载条件、材料表面缺陷形貌等对微射流喷射量和喷射场颗粒度分布规律的影响。本项目为深入认识射流断裂机理和金属表面微喷射形成过程提供理论基础，也为进一步研究喷射场粒子演化特征和气粒两相运动提供真实的初始条件。

结论摘要：

冲击载荷作用下金属射流的形成、失稳和断裂过程，特别是金属表面微缺陷形成射流喷射过程的理论及应用研究，是当前冲击动力学领域的前沿课题，在军事和工程应用中具有重要的现实意义。基于这一背景，本项目重点研究了金属射流的形成条件、失稳和断裂机理，以及在金属表面微射流喷射问题中的应用等三个方面内容。在射流形成研究中，推导并建立平面斜激波非对称碰撞射流的形成理论，包括方程组封闭条件、射流形成的临界条件和出流表达式等，结合数值研究获得了两类典型碰撞下稳态出流的形成差异和非对称因素的影响规律。该理论在较广的非对称碰撞条件下，与实验和数值计算结果一致性较好，并且涵盖了已有的理论模型。自主研制和发展了基于MEPH欧拉程序的高精度界面重构方法、多介质模型封闭性方法，并成功用于本项目射流形成问题模拟。在射流断裂研究中，推导建立了高速冲击下金属射流失稳断裂的研究理论、模拟方法和数值程序，能够较全面地描述射流断裂过程的详细信息，实现对金属射流失稳、断裂过程及其影响规律的多因素耦合分析和定量模拟。将其应用于金属表面微射流形成喷射问题，数值研究给出金属表面沟槽微射流形成的临界条件，以及材料表面缺陷形貌、冲击压力和加载速率等的影响规律。结合美国LANL全息实验结果，实现对金属表面沟槽微射流形成和颗粒化的物理建模，喷射场粒子的粒径、速度分布模拟和颗粒度影响因素分析，获得与LANL实验全息测量较一致的结果。本项目为深入认识射流断裂机理和金属表面微射流形成喷射过程提供理论基础，对于实际工程问题研究具有重要借鉴意义。