[發(fā)明專利]一種兆安級(jí)電流下金屬絲陣早期物理狀態(tài)的調(diào)控方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810497433.0 | 申請(qǐng)日： | 2018-05-22 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108601197A | 公開（公告）日： | 2018-09-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張金海;李沫;王亮平;孫鐵平;叢培天;吳撼宇;邱愛慈 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西北核技術(shù)研究所 |
| 主分類號(hào)： | H05H1/46 | 分類號(hào)： | H05H1/46 |
| 代理公司： | 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211 | 代理人： | 楊引雪 |
| 地址： | 710024 陜*** | 國(guó)省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 絲陣 金屬絲 物理狀態(tài) 調(diào)控 轉(zhuǎn)型 等離子體不穩(wěn)定性 獨(dú)立電流回路 電流回路 負(fù)載結(jié)構(gòu) 脈沖驅(qū)動(dòng) 裝置高壓 陽(yáng)極 動(dòng)力學(xué) 輸出端 源參數(shù) 中負(fù)載 脈沖 根數(shù) 饋入 改進(jìn) 研究 | ||
1.一種兆安級(jí)電流下金屬絲陣早期物理狀態(tài)的調(diào)控方法，其特征在于：在僅有一個(gè)電流回路的傳統(tǒng)典型絲陣結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在Z箍縮實(shí)驗(yàn)用裝置高壓輸出端增加反轉(zhuǎn)型絲陣連接其陰、陽(yáng)極，形成具有兩個(gè)獨(dú)立電流回路的二級(jí)絲陣結(jié)構(gòu)；通過(guò)選取所述反轉(zhuǎn)型絲陣和/或傳統(tǒng)典型絲陣結(jié)構(gòu)中負(fù)載絲陣的參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)金屬絲陣早期物理狀態(tài)的調(diào)控；所述參數(shù)包括絲陣的金屬絲長(zhǎng)度、直徑、線質(zhì)量和根數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兆安級(jí)電流下金屬絲陣早期物理狀態(tài)的調(diào)控方法，其特征在于：所述參數(shù)選取原則是使得：
所述反轉(zhuǎn)型絲陣的初始回路電感小于所述傳統(tǒng)典型絲陣結(jié)構(gòu)中負(fù)載絲陣的初始回路電感；
所述反轉(zhuǎn)型絲陣和所述傳統(tǒng)典型絲陣結(jié)構(gòu)中負(fù)載絲陣的金屬絲長(zhǎng)度、直徑、線質(zhì)量和根數(shù)應(yīng)保證所述反轉(zhuǎn)型絲陣的關(guān)斷時(shí)間在Z箍縮實(shí)驗(yàn)用裝置主電流脈沖的前沿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兆安級(jí)電流下金屬絲陣早期物理狀態(tài)的調(diào)控方法，其特征在于：所述反轉(zhuǎn)型絲陣和負(fù)載絲陣均由多根沿同一圓周分布的金屬絲構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兆安級(jí)電流下金屬絲陣早期物理狀態(tài)的調(diào)控方法，其特征在于：所述負(fù)載絲陣的初始回路電感和反轉(zhuǎn)型絲陣的初始回路電感分別根據(jù)下述公式(1)和(2)計(jì)算：
上式中，各參數(shù)含義：
Lload為負(fù)載絲陣的初始回路電感；
Linv為反轉(zhuǎn)型絲陣的初始回路電感；
Lglobal為回流柱與負(fù)載絲陣間的回路電感；
為負(fù)載絲陣中各金屬絲之間的互感；
為各回流柱之間的互感；
L附為回流柱與陰極桿和連接電極間的回路電感；
μ0為真空磁導(dǎo)率，等于4π×10-7H/m；
l為負(fù)載絲陣中單根金屬絲的有效長(zhǎng)度，具體指位于負(fù)載陰極和負(fù)載陽(yáng)極之間的單根金屬絲長(zhǎng)度；
linv為反轉(zhuǎn)型絲陣中單根金屬絲的有效長(zhǎng)度，具體指位于連接電極與反轉(zhuǎn)型絲陣支撐板之間的單根金屬絲長(zhǎng)度；
rreturn為回流柱所在圓周的半徑；
rarray為負(fù)載絲陣所在圓周的半徑；
rwires1為負(fù)載絲陣中金屬絲的半徑；
rwires2為反轉(zhuǎn)型絲陣中金屬絲的半徑；
rpost為回流柱的半徑；
rinv為反轉(zhuǎn)型絲陣所在圓周的半徑；
rcathode為陰極桿的半徑；
Nw1為負(fù)載絲陣中金屬絲的根數(shù)；
Nw2為反轉(zhuǎn)型絲陣中金屬絲的根數(shù)；
Nret為回流柱的個(gè)數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兆安級(jí)電流下金屬絲陣早期物理狀態(tài)的調(diào)控方法，其特征在于：反轉(zhuǎn)型絲陣的關(guān)斷時(shí)間根據(jù)消融模型式(3)計(jì)算：
上式中，各參數(shù)含義：
Δm(t)為消融質(zhì)量；
R0為反轉(zhuǎn)型絲陣的所在圓初始半徑；
I為Z箍縮實(shí)驗(yàn)用裝置的脈沖電流；
t為電脈沖時(shí)間；
Vabl為消融等離子體的速度；
消融質(zhì)量超過(guò)50％時(shí)認(rèn)為反轉(zhuǎn)型絲陣關(guān)斷。
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