反场构型平面薄膜电爆炸等离子体电流通道

摘要

Z箍缩负载初始化电流通道的形成建立过程、电流密度分布模式及其演化特征对研究等离子体动力学发展、分析等离子体不稳定性模式、开展磁流体数值模拟工作等具有重要意义.平面薄膜是研究这一问题中具有连续二维结构的理想构型.基于理想无限长平板假设下的反场薄膜-回流柱负载模型,通过理论对电感主导模式下的电流通道建立和演化过程、薄膜平面磁场分布特征和薄膜各部分受力特征进行了计算分析.通过开展对称型与非对称型下的平面薄膜电爆炸实验,以可见光分幅相机记录薄膜等离子体自辐射光分布为主要诊断手段开展了实验验证.结果显示,早期电流的建立与分布符合电感模型预期,薄膜等离子体表现出电流密度边缘聚集和钳状型等离子体发光形态.中后期图像显示发光强区会由薄膜边界向中心位置转移并导致峰状凸起型等离子体发光形态的演化,表明电流分配受等离子体发展影响,边界融蚀等离子体向心汇聚导致电流随之转移,最终造成电流通道的快速切换.