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超声速流场条件下激光辐照耦合效应数值模拟

吴小翠 王一伟 程欣欣 黄晨光 吴臣武

吴小翠, 王一伟, 程欣欣, 等. 超声速流场条件下激光辐照耦合效应数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2014, 26: 091010. doi: 10.11884/HPLPB201426.091010
引用本文: 吴小翠, 王一伟, 程欣欣, 等. 超声速流场条件下激光辐照耦合效应数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2014, 26: 091010. doi: 10.11884/HPLPB201426.091010
Wu Xiaocui, Wang Yiwei, Cheng Xinxin, et al. Numerical simulation on coupling effect of laser irradiation in supersonic flow[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2014, 26: 091010. doi: 10.11884/HPLPB201426.091010
Citation: Wu Xiaocui, Wang Yiwei, Cheng Xinxin, et al. Numerical simulation on coupling effect of laser irradiation in supersonic flow[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2014, 26: 091010. doi: 10.11884/HPLPB201426.091010

超声速流场条件下激光辐照耦合效应数值模拟

doi: 10.11884/HPLPB201426.091010
详细信息
    通讯作者: 王一伟

Numerical simulation on coupling effect of laser irradiation in supersonic flow

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-15
  • 修回日期:  2014-03-28
  • 刊出日期:  2014-08-18

超声速流场条件下激光辐照耦合效应数值模拟

    通讯作者: 王一伟, wangyw@imech.ac.cn
  • 1. 中国科学院 力学研究所, 流固耦合系统力学重点实验室, 北京 1 001 90;
  • 2. 中国科学院 力学研究所, 先进制造工艺力学重点实验室, 北京 1 001 90

摘要: 激光辐照结构物包含复杂的多物理场耦合问题,其存在流、热、固多种机制的耦合效应。结合计算流体力学(CFD)和有限元方法,对超声速条件下的激光辐照平板问题进行了热流固耦合分析。采用CFD方法得到平板附近流场分布,利用有限元方法计算平板的温度分布,并将二者结合起来实现流体和固体间的数据交互。理论分析确定了流场效应的最主要影响参数为来流马赫数与攻角。对于不同马赫数,激光区域在6Ma条件下存在温度的谷值,小于等于6Ma条件下主要体现为冷却效应,而6Ma以上主要体现为气动加热效应。攻角增大会导致激光区流体质量流量的增加,使冷却效应更加明显。最后综合分析了流场气动加热和冷却两种效应的产生机制。

English Abstract

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