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《南京理工大学》 2004年
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激光与物质热作用过程的数值模拟研究

陈陶  
【摘要】:本文就高功率激光与材料相互作用时材料的加热、熔融和气化蒸气场的形成和发展过程、激光蒸气产生冲击波及其时空发展行为等进行了理论分析和数值计算模拟研究;进而研制了基于Windows平台的软件及界面。 首先在对国内外高功率激光与材料相互作用机理和数值模拟研究的最近进展进行评述基础上,就靶材物质对激光的反射、吸收和转化的基本机制,激光对固体材料加热的温度场及其熔融的温度场和固—液态界面的移动速度及液态质量迁移、激光引起材料的气化、烧蚀的质量迁移,以及蒸汽对激光的吸收与动力学模型进行了系统的讨论。 进而采用隐格式的差分格式就激光对物质的加热时的温度及其分布、熔融过程的温度及其分别,熔融面推进速度等进行了数值计算,得到了温度场及熔融面推进速度的物理图象。 从连续性方程、动量方程和能量方程出发,采用高分辨率多介质流的Euler方法和TVD格式对激光产生蒸气流场和冲击波过程进行了数值模拟,得到了蒸气流场的相关参量,如温度、压强、速度、密度等,及其分布与发展过程的物理图象及其冲击波的传播图象。模拟计算结果与俄罗斯相关软件在DOS环境下获得的结果大多吻合。 文中还采用Delphi语言首次实现了在Windows环境下对以上过程的数值模拟并编制了相应的软件界面。 本文的研究结果不仅可为战术激光武器毁伤效果的预测提供理论依据,也可为激光加工效率和效果提供理论指导。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP391.9

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【引证文献】
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2 胡永祥;激光冲击处理工艺过程数值建模与冲击效应研究[D];上海交通大学;2008年
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3 陈怡星;脉冲激光表面微造型的数值模拟与实验研究[D];江苏大学;2007年
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7 刘志勇;钛合金表面织构的光纤激光加工实验研究[D];中南大学;2012年
【参考文献】
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【共引文献】
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9 姜可;谢冀江;张来明;徐东东;;HgCdTe探测器在激光辐照下的温度场模拟[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
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9 张震;可见光CCD的激光致眩现象与机理研究[D];国防科学技术大学;2010年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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