吸气式激光推进中激光能量沉积过程的数值模拟

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吸气式激光推进中激光能量沉积过程的数值模拟

李倩, 洪延姬, 曹正蕊, 黄辉

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李倩, 洪延姬, 曹正蕊, 等. 吸气式激光推进中激光能量沉积过程的数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2009, 21.

引用本文:

李倩, 洪延姬, 曹正蕊, 等. 吸气式激光推进中激光能量沉积过程的数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2009, 21.

li qian, hong yanji, cao zhengrui, et al. Numerical simulation of laser energy deposition process in air-breathing laser propulsion[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2009, 21.

Citation:

li qian, hong yanji, cao zhengrui, et al. Numerical simulation of laser energy deposition process in air-breathing laser propulsion[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2009, 21.

吸气式激光推进中激光能量沉积过程的数值模拟

1.
装备指挥技术学院基础部, 北京 1 01 41 6;
2.
装备指挥技术学院研究生管理大队, 北京 1 01 41 6

Numerical simulation of laser energy deposition process in air-breathing laser propulsion

1.
Department of Basic Theories,the Academy of Equipment Command and Technology,Beijing 101416,China;
2.
Department of Postgraduates,the Academy of Equipment Command and Technology,Beijing 101416,China

摘要: 结合辐射输运方程，在流体力学方程组的能量方程中加入包括空气吸收的激光能量以及高温气体向周围辐射损失的能量源项，转化为辐射流体力学方程组，建立了用于模拟吸气式激光推进中能量沉积过程的物理力学模型和计算方法。该辐射流体力学计算程序可以很好地模拟激光能量沉积过程中空气对激光能量的吸收、等离子体对激光的屏蔽作用以及激光维持的爆轰波的传播规律，计算得到激光能量的沉积效率约为57%，激光维持的爆轰波的传播速度与同等条件下的理论和实验结果吻合得较好。
- 激光推进 /
- 吸气模式 /
- 能量沉积 /
- 辐射流体力学 /
- 能量源项 /
- 数值模拟
Abstract: Combined with radiation transport equation, with energy source terms including laser energy absorbed by air and loss energy irradiated by high-temperature gas added to the energy equation of fluid dynamics equations set, the physical/mechanical model and computational method of laser energy deposition process in air-breathing laser propulsion are established. The phenomenon of air absorbing laser energy, the effect of plasma shielding laser and the propagation law of laser supported detonation wave can be simulated correctly by the radiation fluid dynamics computational code. The results indicate that the laser energy deposition efficiency is about 57%, and the velocity of laser supported detonation wave agrees well with the results of theory and experiment under similar conditions.
- laser propulsion /
- air-breathing mode /
- energy deposition /
- radiation fluid dynamics /
- energy source term /
- numerical simulation

[1]	王立锋, 叶文华, 陈竹, 李永升, 丁永坤, 赵凯歌, 张靖, 李志远, 杨云鹏, 吴俊峰, 范征锋, 薛创, 李纪伟, 王帅, 杭旭登, 缪文勇, 袁永腾, 涂绍勇, 尹传盛, 曹柱荣, 邓博, 杨家敏, 江少恩, 董佳钦, 方智恒, 贾果, 谢志勇, 黄秀光, 傅思祖, 郭宏宇, 李英骏, 程涛, 高振, 方丽丽, 王保山, 王英华, 曾维新, 卢艳, 旷圆圆, 赵振朝, 陈伟, 戴振生, 谷建法, 葛峰峻, 康洞国, 张桦森, 乔秀梅, 李蒙, 刘长礼, 申昊, 许琰, 高耀明, 刘元元, 胡晓燕, 徐小文, 郑无敌, 邹士阳, 王敏, 朱少平, 张维岩, 贺贤土. 激光聚变内爆流体不稳定性基础问题研究进展 . 强激光与粒子束, 2021, 33(1): 012001-1-012001-60. doi: 10.11884/HPLPB202133.200173
[2]	胡杨, 杨海亮, 张鹏飞, 孙江, 孙剑锋. 强流二极管阳极电子束时域能量沉积特性模拟 . 强激光与粒子束, 2018, 30(02): 026001-. doi: 10.11884/HPLPB201830.170251
[3]	梁玉钦, 邵浩, 孙钧, 霍少飞, 白现臣, 张晓微. 电子能量对收集极中电子束能量沉积的影响 . 强激光与粒子束, 2016, 28(03): 033025-. doi: 10.11884/HPLPB201628.033025
[4]	段书超, 王刚华, 谢卫平, 阚明先, 李晶, 邹文康, 徐强, 但加坤, . FOI-PERFECT程序对电磁驱动高能量密度系统的三维弛豫磁流体力学模拟 . 强激光与粒子束, 2016, 28(04): 045014-. doi: 10.11884/HPLPB201628.125014
[5]	吴思忠, 张华, 周沧涛, 吴俊峰, 蔡洪波, 曹莉华, 何民卿, 朱少平, 贺贤土. 快点火中相对论电子束能量沉积的动理学研究 . 强激光与粒子束, 2015, 27(03): 032010-. doi: 10.11884/HPLPB201527.032010
[6]	李倩, 赵伟, 王殿恺, 方娟. 脉冲激光控制高超声速进气道来流捕获 . 强激光与粒子束, 2015, 27(08): 089002-. doi: 10.11884/HPLPB201527.089002
[7]	赵小明, 孙奇志, 贾月松. 球形及柱形磁化等离子体靶中α粒子能量沉积率分析 . 强激光与粒子束, 2014, 26(03): 035002-. doi: 10.3788/HPLPB201426.035002
[8]	梁玉钦, 邵浩, 孙钧, 姚志明, 霍少飞, 张晓微. 引导磁场对收集极中电子能量沉积的影响 . 强激光与粒子束, 2014, 26(06): 063010-. doi: 10.11884/HPLPB201426.063010
[9]	周庆, 张乔根, 张俊, 赵军平, 庞磊, 王虎, 常家森. 铜丝水中电爆炸能量沉积特性 . 强激光与粒子束, 2012, 24(03): 505-510.
[10]	程富强, 窦志国, 李倩. 带延长圆柱形喷管激光推力器推进性能数值研究 . 强激光与粒子束, 2011, 23(09): 0- .
[11]	曹正蕊, 洪延姬, 李倩, 黄辉. 圆锥形喷管的脉冲激光推进能量相似律数值模拟 . 强激光与粒子束, 2011, 23(02): 0- .
[12]	李倩, 曹正蕊, 金星. 两种构形喷管的激光推进冲量耦合系数数值研究 . 强激光与粒子束, 2010, 22(10): 0- .
[13]	朱金辉, 牛胜利, 马继明, 赵军, 黄流兴. γ射线在LSO晶体中的能量沉积 . 强激光与粒子束, 2010, 22(06): 0- .
[14]	文明, 叶继飞, 洪延姬, 豆建辉. 单脉冲能量对吸气式激光推进冲量耦合系数的影响 . 强激光与粒子束, 2009, 21(05): 0- .
[15]	许仁萍, 唐志平. 大气模式下多脉冲激光推进的数值模拟 . 强激光与粒子束, 2007, 19(03): 0- .
[16]	文明, 洪延姬, 杨健, 周铁军. 气压对吸气式激光推进冲量耦合系数的影响 . 强激光与粒子束, 2007, 19(07): 0- .
[17]	刘占军, 郑春阳, 李斌, 朱少平, 曹莉华. 相对论电子束在等离子体中的能量沉积 . 强激光与粒子束, 2005, 17(01): 0- .
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[19]	杨海亮, 邱爱慈, 张嘉生, 黄建军, 孙剑锋. 不同入射角度下强流脉冲电子束能量沉积剖面和束流传输系数模拟计算 . 强激光与粒子束, 2002, 14(05): 0- .
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吸气式激光推进中激光能量沉积过程的数值模拟

1. 装备指挥技术学院基础部, 北京 1 01 41 6;

2. 装备指挥技术学院研究生管理大队, 北京 1 01 41 6

刊出日期: 2009-12-15

关键词:

辐射流体力学 /

摘要: 结合辐射输运方程，在流体力学方程组的能量方程中加入包括空气吸收的激光能量以及高温气体向周围辐射损失的能量源项，转化为辐射流体力学方程组，建立了用于模拟吸气式激光推进中能量沉积过程的物理力学模型和计算方法。该辐射流体力学计算程序可以很好地模拟激光能量沉积过程中空气对激光能量的吸收、等离子体对激光的屏蔽作用以及激光维持的爆轰波的传播规律，计算得到激光能量的沉积效率约为57%，激光维持的爆轰波的传播速度与同等条件下的理论和实验结果吻合得较好。

English Abstract

李倩, 洪延姬, 曹正蕊, 等. 吸气式激光推进中激光能量沉积过程的数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2009, 21.

引用本文:

李倩, 洪延姬, 曹正蕊, 等. 吸气式激光推进中激光能量沉积过程的数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2009, 21.

li qian, hong yanji, cao zhengrui, et al. Numerical simulation of laser energy deposition process in air-breathing laser propulsion[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2009, 21.

Citation:

li qian, hong yanji, cao zhengrui, et al. Numerical simulation of laser energy deposition process in air-breathing laser propulsion[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2009, 21.

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