开口激波管模型中不同驱动气体所产生的冲击波形的表征

随着现代战争演变和简易爆炸装置（IED）使用增加，军人和平民中爆炸致创伤性脑损伤（bTBI）的发病率上升。bTBI 患病率的上升使得需要能够针对所用模型生物产生适当缩放损伤的 bTBI 模型。bTBI 的主要实验室模型是激波管，其中压缩气体使薄膜破裂，产生冲击波。为产生从人类到啮齿类受试者适当缩放的冲击波，该冲击波必须具有短持续时间和高峰值超压，同时符合 Friedlander 波形——爆炸波的理想表示。已有大量因素被实验表征以试图创建理想波形，但我们发现当前关于用于驱动冲击波形成的气体组成的研究尚不充分。为更好地理解驱动气体对所产生的波形的影响，我们结合若干不同驱动气体，使用了先前建立的鼠类激波管 bTBI 模型。与先前发现一致，氦气产生的冲击波最接近 Friedlander 波形，而其他一些气体产生平台状波形。激波管出口处及距出口 5 cm 处的峰值压力与所使用气体密度呈强负相关：所用密度最小的气体氦气产生最高的峰值超压。驱动气体密度也对冲击波持续时间有强正效应，氦气产生持续时间最短的波。由于其能产生 Friedlander 波形并遵循适当损伤缩放准则的波形，氦气是 bTBI 激波管模型的理想气体。