金属电阻率模型 electrical resistivity model for metals.pdfVIP

第33卷第3期 爆炸与冲击 V01．33，No．3 2013年5月 EXPLOSl0NANDSHOCKWAVES May，2013 文章编号：1001—1455(2013)03—0282—05 金属电阻率模型+ 阚明先，王冈0华，赵海龙，谢 龙 (中国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳621999) 摘要：修正了Burgess电阻率模型中的错误公式和算法流程，获得了与文献中结果完全相同的电阻率曲 线。采用Burgess电阻率对z装置上的磁驱动飞片实验进行数值模拟，计算的自由面速度曲线与实验结果相 差较大。由于液体到达汽化点时，是气液混合体，因此从汽化点到临界温度的Burgess电阻率公式不应采用 气体计算公式，应改为气液混合体的计算公式。采用从汽化点到临界温度阶段修改为气液混合体的电阻率公 式进行数值模拟，计算的自由面速度曲线与实验结果、文献计算结果相吻合。 关键词：爆炸力学；金属电阻率；修正的Burgess电阻率模型；磁驱动飞片 中图分类号：0382．3 国标学科代码：1303530文献标志码：A 在磁流体力学数值模拟中，导体的电阻率计算通过加热项影响物质的温度、密度、压强等物理量。 导体的电阻率是温度、密度(比容)的函数[1。5]，不同的计算模型电阻率相差较大，磁流体力学数值模拟的 结果也不相同。因此，选择合适的电阻率计算式对磁流体数值模拟是非常重要的。 Burgess电阻率模型[51中，电阻率是温度和比容的函数，随着温度和比容的变化而变化。在电阻率 固体、液体、部分电离的气体和混合体(固体或液体与部分电离的气体的混合体)等4个阶段进行模拟。 固体、液体2个阶段。当vv。时，金属为混合气体阶段。无论压缩状态还是混合气体阶段，当温度大 于某个设定的临界温度Oo时，金属为部分电离的气体阶段。固体、液体阶段的电阻率采用实验电阻 图，计算结果和文献后面的电阻率曲线相差很大。本文中，对文献[5]中的公式、算法流程进行研究，对 其中的金属熔点温度公式、熔点时气体状态和固体状态的电阻率比的公式、混合状态液体部分的电阻率 公式和算法流程图等进行必要的修改，以期获得与文献Es]相符的电阻率曲线。采用Burgess电阻率曲 线对Z装置上的磁驱动飞片实验进行数值模拟，计算结果与实验结果不是很好符合。最后，将Burgess 电阻率模型中液体汽化到气体的计算式修改为混合气体公式，并对Z装置上的磁驱动飞片实验进行数 值模拟，以期计算结果与实验结果、文献计算结果吻合。 1 电阻率模型 固体阶段的电阻率公式为： 叩。一(c1+C2Be。)fc(可／口o)0．001eV≤0≤民 (1) 指数函数为： fc(V／Vo)一(v／vo)2’1 (2) *收稿日期：2012一01—04；修回日期：2012—05—02 基金项目：国家自然科学基金项目； 中国工程物理研究院科学技术发展基金项目(201080402052，201180201003) 作者简介：阚明先(1971一 )，男，硕士，副研究员。 万方数据 第3期 阚明先等：金属电阻率模型 的函数，可设 y一70一(70一1／2)(1一u／仇) (3) 式中：yo是常数。设0删为零压状态的熔化温度，P。为零压时的密度，p为密度，则熔化温度为n1： m—Om,Oexp[2肌一÷)寒] ㈣ 从而