1 沈阳理工大学 装备工程学院, 辽宁 沈阳 110159
2 北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室, 北京 100081
为了揭示超高速撞击2A12铝中铝原子的光谱辐射特征, 利用建立的二级轻气炮加载系统和光谱仪采集系统, 采集3种不同实验条件下的光谱辐射强度并结合量子力学对2A12铝靶中铝原子的能级理论进行了描述。在Al原子球形壳层中发现, 电子的相对几率4πr2R2随相对原子中心的距离r变化的图形具有波动性的特点, 电子在能级及其附近运动; 原子核周围的电子在能级轨道出现的几率最大, 电子在能级轨道周围出现的几率较小; Al的原子光谱都出现一定的展宽, 验证了电子的能级跃迁释放或吸收能量的几率亦随原子中电子的位置波动变化。实验结果还表明:随着碰撞速度的增大, 在Al原子光谱中波长较小谱线的辐射强度增加较快, 波长较长谱线的辐射强度增加缓慢。
超高速撞击 2A12铝 能级跃迁 量子力学 光谱辐射强度 hypervelocity impact 2A12 aluminum target energy level transition quantum mechanics spectral radiant intensity
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院， 四川 绵阳 621900
空间碎片与航天器的撞击速度通常大于10 km/s，这种速度条件下撞击过程的物理特点是高温、高压和高应变率，同时伴随着熔化、汽化及等离子体等相变问题发生。利用AUTODYN/SPH的二次开发功能，在程序中嵌入Sesame状态方程数据库和铝材料的相图，数值模拟出撞击速度为5.0和5.6 km/s时的防护屏穿孔直径分别为9.02 mm和9.34 mm，计算结果与实验结果符合较好，说明物理建模及参数的选取合理，同时也验证了数值模拟方法的正确性及有效性。通过计算给出碎片云的热力学量压力和温度分布，结合铝的相图，对超高速撞击产生碎片云的相分布进行了初步计算，给出了碎片云中固、液、气相的分布范围。
超高速撞击 碎片云 相分布 数值模拟
中国工程物理研究院 计算机应用研究所 仿真中心, 四川 绵阳 621900
为模拟空间碎片超高速撞击航天器防护结构表面材料喷射/溅射粒子场演化过程，并获取粒子场相关物理信息，基于粒子场同轴激光全息图像开展了碎片撞击过程的三维重构技术研究.首先对全息图像进行边缘剪切和缩放，将其划分为分辨率300×300左右的子图像以便于进行网格剖分；对于粒子堆叠区域子图像，采用基于三角化的网格剖分算法；剖分后形成的单一粒子采用Sobel算子提取其二维轮廓，然后将其投影到特定的三维空间形成三维形体；基于MAXScript语言实现了粒子场演化过程模拟.重构结果表明，无论是粒子场静态三维重构结果还是其演化过程均与撞击试验全息图像吻合较好，从而验证了该重构技术的有效性，为研究空间碎片对航天器防护结构的损伤效应提供了一种新的思路.
碎片 超高速撞击 三维重构 网格剖分 Debris Hypervelocity impact Three-dimensional reconstruction Mesh subdivision
