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《国防科学技术大学》 2006年
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确定激光与物质能量耦合系数的非线性规划方法

陈敏孙  
【摘要】: 在激光与物质相互作用研究领域中,能量耦合系数定义为材料吸收的激光能量与入射总激光能量之比值,它是表征激光辐照效应的主要参数。当吸收的激光能量主要转化成热能时,能量耦合系数实际上就是热耦合系数。传统的根据实验测量的靶材某一表面的温度历史曲线来确定热耦合系数的方法需要较多的“人工”参与;本文根据该实测温度历史曲线建立非线性规划模型,通过求解非线性规划问题而“自动”地求得热耦合系数。利用此方法,本文给出了45#钢对1064nm重频激光的热耦合系数随温度的变化曲线,曲线常温点对应的热耦合系数与光谱扫描仪测量的结果相一致。论文的主要工作有: 1、根据实测温度历史曲线构造了求解热耦合系数的非线性规划模型; 2、对考虑对流和辐射换热条件下的一维和二维轴对称非稳态温度场问题,用控制容积积分法建立了隐式差分方程组,编制了程序,用具有解析解的算例考证了程序; 3、从理论上简要地分析了热耦合系数与温度的关系; 4、设计实验,测量了在1064nm重频激光辐照下45#钢背面的温度历史曲线;采用变尺度序列二次规划算法完成了对非线性规划问题的求解,给出了45#钢对1064nm重频激光的热耦合系数随温度的变化关系。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN249

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【参考文献】
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