微充气管残留燃料冰对冷冻靶控温过程的影响分析

针对微充气管内残留燃料冰影响冷冻靶控温过程这一问题，建立了基于Boussinesq假设和离散坐标辐射模型的三维数学模型，分析了管内残留燃料冰长度对基准、辅助加热以及快速降温3种工况下靶丸表面温度均匀性以及稳定性的影响。结果表明：基准稳态工况下，靶丸表面最大温差随管内燃料冰长度增长先降低后升高，燃料冰末端与靶丸外表面齐平（长度为0.09 mm）时，最大温差最小，相比于无燃料冰降低31.5%;施加7 500 W/m²辅助热流的瞬态工况下，管内残留燃料冰长度不同时，靶丸表面最大温差随时间变化均表现为先增大后减小直至稳定不变，燃料冰长度较短（≤0.09 mm）时，靶丸表面均匀性恶化程度较轻；以6 K/min进行线性快速降温过程中，管内燃料冰长度为0.09 mm时，降温过程中稳定性最好，降温结束时均匀性最佳；当管内燃料冰长度为0.09 mm时，3种控温工况下靶丸表面温度均匀性及稳定性均较好，可达到较好的控温效果。