激光诱导等离子体的气体动力学和燃烧波扩展速度研究∗

蔡继兴 郭明 渠旭 李贺 金光勇†

1)(长春理工大学理学院,吉林省固体激光技术与应用重点实验室,长春 130022)2)(长春理工大学光电信息学院,光电科学分院,长春 130012)

激光诱导等离子体的气体动力学和燃烧波扩展速度研究∗

蔡继兴1)郭明2)渠旭1)李贺1)金光勇1)†

1)(长春理工大学理学院,吉林省固体激光技术与应用重点实验室,长春 130022)2)(长春理工大学光电信息学院,光电科学分院,长春 130012)

(2016年12月22日收到;2017年1月6日收到修改稿)

针对激光对熔石英材料产生致燃损伤过程中存在的激光支持燃烧波,考虑激光作用的温度残余、目标形貌的改变、喷溅物质分布、目标表面气流状况的分布等效应,分阶段对激光支持燃烧波的过程进行建模和仿真研究.通过建立二维轴对称气体动力学模型,模拟研究包含逆韧致辐射、热辐射、热传导和对流过程在内的激光能量传输过程.此外,依据激光支持燃烧波在可见光波段具有明显的辐射特征这一特点,利用阴影法测量了激光对熔石英致燃损伤过程中的燃烧波扩展速度,得到了燃烧波演化过程图像.研究结果表明:在平行激光束作用下,燃烧波的传播是稳态的,气体动力学行为比较稳定;在聚焦激光束作用下,燃烧波的传播是非稳态的.模拟结果中得到的激光支持燃烧波扩展速度及气体动力学结构与实验结果和理论推导结果符合得很好,验证了理论模型的正确性.

激光支持燃烧波,数值模拟,阴影法,扩展速度

1 引 言

熔石……