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2-33 辐射烧蚀对流体力学等当性的影响李法生 王大贤 张利发 常铁强理想流体力学内爆压缩过程具有严格的等当性。即使考虑到不具有等当性过程的影响，例如冲击波压缩过程、温度脱离过程等，都是不具备等当性的，它们对内爆压缩过程都有不同程度的不利影响。但由于这些因素对等当性的影响不十分严重，内爆压缩过程就基本上是等当的。对等当性影响最严重的因素是辐射热传导。由以下辐射流体力学能量方程可以看出，主要是辐射热传导项导致方程的相似性受到破坏，影响了内爆压缩过程的的等当性，即  
由于辐射流 J与温度对坐标的微分成比例，使得方程(1)不再是线性的，因此，在热传导起重要作用的过程中，流体力学等当性的概念就不再适用了。若在进行相似变换时，使辐射热传导系数k 也作相似变换，即k ’= a k ，那么上式也保持不变，辐射烧蚀过程就具有某种广义的等当性。 图1 图2 图3 氘氚压缩比变化曲线 通过研究大、小相差10倍的两个相似模型的烧蚀过程和内爆压缩过程可证明这一点。图1是热传导系数进行变换时烧蚀波的传播情况，虚线是大模型的。可见，两烧蚀波传播是基本一致的，说明烧蚀过程是等当的。图2的热传导系数保持不变，两烧蚀波相差很远，烧蚀过程不等当，也将严重地破坏由其驱动的内爆过程的等当性。 氘氚压缩比随时间的变化见图3。底部时间坐标是小模型的，顶部是大模型的。纵坐标是氘氚压缩比。A是小模型的氘氚压缩比，B是热传导系数进行相似变换时，大模型的压缩比。这时两者的压缩过程是基本上一致的。最大压缩比相差不大，10％左右。压缩比的峰值时刻也非常接近。曲线C是保持热传导系数不变时，大模型的压缩比。很明显，压缩比的峰值大幅度降低，峰值时刻也大大推后。这主要是因为大模型的热传导系数没有放大，导致烧蚀过程变弱，烧蚀厚度减薄，烧蚀质量减少，烧蚀能量也减少，烧蚀效率降低等一系列后果，破坏了内爆过程的等当性。烧蚀层材料的热传导系数越大，烧蚀性能越好，烧蚀作用越显著，这种破坏作用也越严重。 |
