超高速碰撞等离子体特性分子动力学模拟

摘要

基于开源分子动力学程序LAMMPS,对球形铝弹丸超高速碰撞半无限厚铝靶板进行模拟,获得了正碰撞和斜碰撞的物理过程以及等离子体特征参数随碰撞条件的变化规律.碰撞初期,靶板表面受到强冲击压缩发生电离,等离子体电离度和电荷量迅速增大,经过短暂的平衡状态后,电离度和电荷量迅速衰减,最终趋于稳定.等离子体电离度和电荷量沿45°碰撞方向最大,正碰撞时最小,电离度和电荷量随碰撞角度的变化规律可以拟合为A=A0+a/[b2+(θ-45)2](式中,θ为碰撞角度,A0、a、b为拟合常数);等离子体电离度和电荷量随碰撞速度的变化规律可以拟合为B=B0[1-exp(-(vp-a)/b)](式中,vp为碰撞速度,B0、a、b为拟合常数).