Les Scientifiques utilisent la Radiographie pour Comprendre le Développement de Microjets Fluides et Puissants
Les scientifiques du Lawrence Livermore National Research Laboratory (LLNL) ont évalué expérimentalement les prévisions d’une étude de 2020 qui a exploré par ordinateur l’effet de la fusion sur les microjets métalliques entraînés par des chocs. Ces travaux antérieurs prévoyaient que la décongélation du matériau de base n’entraîne pas toujours une augmentation significative de la masse du jet.
L’équipe du LLNL a confirmé les prédictions des habitudes de microjet avec des expériences de microjet d’étain liquide et solide. Le travail, dirigé par le chercheur du LLNL David Bober, est présenté dans le Journal of Applied Physics et a été choisi comme choix de l’éditeur.
Bober a affirmé que les microjets sont très importants pour la recherche, car ce sont des exemples de procédures de jets et d’éjections plus larges tout au long de la physique des chocs compressés, impliquant tout, des dynamites à l’effet d’astéroïde.
Bober a déclaré que l’équipe était encouragée par un ensemble de simulations effectuées par le physicien de conception LLNL Kyle Mackay, co-auteur de l’étude de recherche ici et maintenant. Les travaux menés par Mackay sont à découvrir juste ici et résumés ci-dessous.
“Les simulations de Mackay ont révélé une tendance choquante, et nous souhaitions généralement voir si elle était réelle”, a déclaré Bober. “Plus précisément, ce travail prévoyait que la fonte du matériau de base ne peut pas constamment entraîner une augmentation spectaculaire de la masse de matériau éjecté d’une caractéristique de surface, ce qui rompt avec la sagesse conventionnelle de la façon dont ces points sont censés fonctionner.”
L’étude de recherche a été réalisée en réduisant une minuscule rainure dans le haut d’une plaque d’étain. L’équipe a ensuite frappé la face inférieure avec un projectile se déplaçant rapidement. Cela a créé un jet d’étain semblable à un fluide qui a été projeté en avant de la rainure et dans le chemin d’un puissant faisceau de rayons X.
“Nous avons utilisé ces rayons X et une sélection de caméras à grande vitesse pour prendre une série de photos du jet d’étain volant, ce qui nous a ensuite permis de calculer des choses comme la masse et la vitesse du jet”, a déclaré Bober. “Pour la capacité de faire tout cela, nous sommes redevables à de nombreux collègues, en particulier à ceux de l’industrie de la compression dynamique à la source avancée de photons du laboratoire national d’Argonne.”
Bober a déclaré qu’il était ravi de clarifier la manière dont les résultats se produisent dans la nature et les simulations. Le groupe a récemment accumulé des données de suivi mesurant le stade de voisinage des jets et envisage de futurs tirs pour découvrir les critères matériels qu’ils supposent être essentiels au phénomène.
“L’équipe a encore du travail devant elle pour reconnaître exactement ce qui se passe dans les expériences”, a déclaré Bober. “J’espère que nous sommes sur la bonne voie pour améliorer les versions d’éjecta en décrivant la physique qui se produit autour de la transition de dégel.”
Référence: David B. Bober et al, Understanding the evolution of liquid and solid microjets from grooved Sn and Cu samples using radiography, Journal of Applied Physics (2021). DOI: 10.1063/5.0056245
