Самосжатый излучающий разряд высокой мощности с холодным стартом. Недосеев С.Л. - 29 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

2.5. Одномерная модель динамики Z-пинча, учитывающая, что
плазмообразование заканчивается не мгновенно.
Затянутое плазмообразование должно когда-нибудь закончиться, если
мы хотим, чтобы внешняя граница токовой плазмы начала, наконец, сжиматься,
образуя Z-пинч. Естественно, что плазмообразование заканчивается не
мгновенно. Пусть сначала скорость плазмообразования возрастает вместе с
током как
()
&
mt = CI
µ
в интервале времени t t
q
, а затем падает
пропорционально
exp
tt
t
q
f
. Полная масса лайнера
M
L
. Для решения
системы уравнений (2-7) будут использованы безразмерные переменные,
базирующиеся на единице тока I
0
, единице длины R
0
R
L
и единице времени t
0
:
скорость
vRt
L00
=
, плотность плазмы
()
ρπ
00
2
0
224
=
It cR
L
, погонная масса
лайнера
()
MItcR
L000
2
= . Для сопоставления результатов расчетов с
экспериментальными результатами принимаем:
I
0
=
1 MA;
RR
L0
==
1 см;
t
0
= 100 нс.
Результаты расчетов приведены на Рис. 7 "а","б" - 10"а","б". На Рис 7
показаны временные зависимости тока внутри половинного радиуса лайнера.
На Рис 8-10 показаны радиальные зависимости плотности, магнитного поля и
скорости для разных моментов времени. Группа рисунков с литерой "а"
относится к случаю сравнительно быстрого спада
()
&
mt ; группа рисунков с
литерой "б" относится к случаю сравнительно медленного спада
()
&
mt .
В соответствии с результатами расчетов, разрядный ток проникает
внутрь лайнера уже на ранней стадии плазмообразования. Это является
следствием диффузии магнитного поля разрядного тока в генерируемую
плазму. Другим важным следствием вышеприведенных расчетов является
сильная зависимость основных параметров сжатия Z-пинча от темпа спада
()
&
mt . При медленном спаде
()
&
mt на момент сжатия пинча внутри половинного
радиуса лайнера оказывается не более половины полного тока, в то время как
при быстром спаде
()
&
mt внутрь половинного радиуса проходит почти весь ток.
При быстром спаде
()
&
mt плазма и ток быстрее концентрируются в приосевой
области, причем скорость сжатия в несколько раз превышает скорость сжатия
2.5.   Одномерная         модель     динамики       Z-пинча,     учитывающая,         что
плазмообразование заканчивается не мгновенно.
       Затянутое плазмообразование должно когда-нибудь закончиться, если
мы хотим, чтобы внешняя граница токовой плазмы начала, наконец, сжиматься,
образуя Z-пинч. Естественно, что плазмообразование заканчивается не
мгновенно. Пусть сначала скорость плазмообразования возрастает вместе с
током как       m& (t ) = CIµ в интервале времени t ≤ tq, а затем падает

                     t − tq 
пропорционально exp  −       . Полная масса лайнера M L . Для решения
                     tf 
системы уравнений (2-7) будут использованы безразмерные переменные,
базирующиеся на единице тока I0, единице длины R0≡RL и единице времени t0:

скорость v0 = R L t 0 ,     плотность плазмы ρ 0 = I 02t 02 (π c 2 R L4 ) , погонная масса

            M 0 = (I 0t0 cR L ) .
                              2
лайнера                             Для   сопоставления     результатов     расчетов    с

экспериментальными результатами принимаем: I 0 = 1 MA; R 0 = R L = 1 см;
t 0 = 100 нс.
       Результаты расчетов приведены на Рис. 7 "а","б" - 10"а","б". На Рис 7
показаны временные зависимости тока внутри половинного радиуса лайнера.
На Рис 8-10 показаны радиальные зависимости плотности, магнитного поля и
скорости для разных моментов времени. Группа рисунков с литерой "а"
относится к случаю сравнительно быстрого спада m& (t ) ; группа рисунков с

литерой "б" относится к случаю сравнительно медленного спада m& (t ) .
       В соответствии с результатами расчетов, разрядный ток проникает
внутрь лайнера уже на ранней стадии плазмообразования. Это является
следствием диффузии магнитного поля разрядного тока в генерируемую
плазму. Другим важным следствием вышеприведенных расчетов является
сильная зависимость основных параметров сжатия Z-пинча от темпа спада
m& (t ) . При медленном спаде m& (t ) на момент сжатия пинча внутри половинного
радиуса лайнера оказывается не более половины полного тока, в то время как
при быстром спаде m& (t ) внутрь половинного радиуса проходит почти весь ток.

При быстром спаде m& (t ) плазма и ток быстрее концентрируются в приосевой
области, причем скорость сжатия в несколько раз превышает скорость сжатия