ИПМ им. М.В.Келдыша РАН
На главную страницу сервера ИПМ РАН Русская версия в кодировке Win-1251 English version
Семинары ИПМ РАН




Д.С. Бойков, О.Г. Ольховская, В.А. Гасилов
(ИПМ им. М.В. Келдыша РАН)
Е.Д. Казаков (НИЦ «Курчатовский институт»)
С.И. Ткаченко (МФТИ)
А.Р. Смирнова (НИЦ «Курчатовский институт», МФТИ)

Выполнен цикл экспериментальных и теоретических исследований воздействия релятивистского электронного пучка (РЭП) на полимерные мишени. Эксперименты проведены в НИЦ «Курчатовский Институт» на сильноточном ускорителе электронов «Кальмар», генерирующем РЭП с амплитудой тока до 45 кА при энергии электронов до 300 кэВ и полном флюенсе энергии на мишень до 1 кДж/см2. Динамика плазмы в диодном промежутке ускорителя изучена с помощью электронно-оптической хронографии. Для прозрачных материалов динамика ударных волн, возникающих под действием реактивной силы, проанализирована методом лазерных теневых изображений. Поскольку возможности регистрирующей экспериментальной аппаратуры ограничены, достаточно полную физическую картину воздействия РЭП можно получить при сопоставлении экспериментальных данных с результатами расчетов. Трехмерное моделирование связанных плазмодинамических и упругопластических явлений выполнено посредством мультифизического кода MARPLE3D (ИПМ РАН). Проведен анализ взаимодействия сталкивающихся потоков плазмы с анода и катода, и прояснению влияния этого явления на величину силы давления, развиваемой на твердой поверхности мишени. Разработана методика, позволяющая осуществлять комплексное моделирование, включающее нагрев и испарение мишени под воздействием электронного пучка и нелинейные волновые процессы, приводящие к внутренним разрушениям и откольным явлениям в неиспаренной части мишени. В расчетах использованы широкодиапазонные уравнения состояния для описания жидкой и твердой фаз вещества при низких температурах. Моделирование явлений в газоплазменной среде и в остатке мишени основано на методике сквозного расчета с высоким разрешением, а также на высокопроизводительных вычислениях. Компьютерные модели прошли валидацию на достаточно представительном наборе тестовых и прикладных задач. Разработанное программное обеспечение может быть использовано для численного расчет напряженно-деформированного состояния различных структурных элементов, нагруженных большими импульсными силами и/или потоками энергии.

Семинар будет проходить с соблюдением всех санитарно-эпидемиологических норм.