组合式片状放大器热恢复模拟研究

针对组合式片状放大器工作时的热量沉积特性,分析了氙灯箱和片腔的冷却过程,重点研究了激光介质钕玻璃片的热恢复过程。初步的热分析表明,为每支氙灯提供4.7×10-3m3/s的冷却气量以及为每个片腔提供7.6×10-3m3/s的冷却气量时能够满足装置4小时一发的运行频率要求。     

片状放大器热恢复研究

 给出了神光III主放大器单元4×2×3片状放大器的热恢复研究。利用集总热容模型研究了氙灯、隔板玻璃、钕玻璃片的热恢复过程,并利用三维瞬态热传输有限元模型对钕玻璃片的三维空间温度随时间的变化过程作了详细的分析。初步的研究结果表明,通过优化的冷却方案,可以在装置预定的运行周期内将激光工作介质钕玻璃片内的温度梯度和总体平均温度冷却到可以接受的水平。     

片状放大器热恢复研究

给出了神光III主放大器单元4×2×3片状放大器的热恢复研究。利用集总热容模型研究了氙灯、隔板玻璃、钕玻璃片的热恢复过程,并利用三维瞬态热传输有限元模型对钕玻璃片的三维空间温度随时间的变化过程作了详细的分析。初步的研究结果表明,通过优化的冷却方案,可以在装置预定的运行周期内将激光工作介质钕玻璃片内的温度梯度和总体平均温度冷却到可以接受的水平。     

超高斯光束在片状放大器中传输的特性研究

根据非线性薛定谔方程,应用分步傅立叶算法,模拟了不同强度的入射超高斯光束在片状放大器中的传输行为。分析了超高斯光束的光束宽度参量、阶数,以及片状放大器中的自由传播空间对光传输的影响。     

超高斯光束在片状放大器中传输的特性研究

 根据非线性薛定谔方程,应用分步傅立叶算法,模拟了不同强度的入射超高斯光束在片状放大器中的传输行为。分析了超高斯光束的光束宽度参量、阶数,以及片状放大器中的自由传播空间对光传输的影响。     

超高斯光束在片状放大器中传输的特性研究

根据非线性薛定谔方程 ,应用分步傅立叶算法 ,模拟了不同强度的入射超高斯光束在片状放大器中的传输行为。分析了超高斯光束的光束宽度参量、阶数 ,以及片状放大器中的自由传播空间对光传输的影响。     

热声发动机接入声学放大器的模拟研究

对带声学放大器的驻波型热声发动机进行了数值模拟。得出了系统频率、压比等参数随声学放大器尺寸的变化关系。     

钕玻璃片状激光放大器自发辐射放大特性的研究

编制了一套用蒙特卡罗方法计算钕玻璃片状放大器内自发辐射放大(ASE)的模拟计算程序,考虑了光线在两大表面不同入射角对反射率的影响.计算了包边吸收的ASE能量沿周边的分布,以便于对放大器热畸变特性的研究;以及片的横向尺寸对储能密度的影响. 关键词：     

类前缘外形防热层的瞬态热响应计算研究

本文针对可重复使用热结构,计算研究了类前缘外形热结构防热层瞬态热响应问题,探索分析了前缘防热层的热响应特征．在计算中成功地实现了任意坐标变换下代数网格生成,并求解了任意坐标下的热传导方程,为进一步开展外流场／结构热响应全耦合一体化计算研究打下了基础．     

阴极区热电子发射的数值模拟

在电子束及粒子束器件中,发射系统直接影响整个器件的质量。因此,对发射系统的分析就显得非常重要。对热阴极发射的数值计算方法做了一定的探讨。对常用的平板二极管模型进行了分析,从而了解了由于这种模型而引起的计算误差。针对这些问题,采用了一些其它的处理方法来模拟热阴极的电子发射。     

电子束辐照产生的热激波的数值模拟

 采用能量沉积解析法、材料低压本构关系及一维应变弹塑性流体动力学模型,对“闪光二号”电子束辐照硬铝产生的热激波的传播规律进行了数值模拟。结果表明,计算值与实测值基本符合。     

热复杂边界条件三维热应力场数值模拟研究

本文以制动盘为研究对象,基于三维对称有限元模型,运用顺序耦合数值模拟方法对制动盘制动过程传热与受力进行了探讨,分析了在热流密度、对流换热系数、辐射换热系数与时间相关的复杂的二、三类边界条件下,温度场与应力场的瞬时变化。研究结果表明,数值模拟结果与实验结果吻合程度高,证明了采用数值模拟方法对具有复杂边界条件的对象进行热应力研究与预测的可行性,同时为其他领域的传热与应力研究提供了理论依据。     

板状激光振荡介质温度场和应力场的数值模拟

以非均匀内热源模型为基础,并考虑材料的导热系数和热膨胀系数的温度相关性,利用有限元方法,对板状激光振荡介质在不同功率和冷却强度下的温度和热应力分布进行了数值模拟及分析。根据计算结果提出了最大有效换热系数的概念,指出换热系数超过最大有效换热系数后,继续强化传热对减小高功率激光器的热效应已无明显效果。以此得出采用常规冷却技术所允许的最大泵浦加热功率。     

柱状粒子沉降的数值模拟

通过对基于柱状粒子振荡频率ω而建立的粒子受力方程和力矩公式修正,得到粒子在静水中沉降的控制方程。用该方程求解长径比在0.1～10范围内沿轴向和垂直轴向运动的粒子的Stokes沉降速度,以及任意初始倾角高频振荡粒子沉降速度和倾角随时间的变化。所得结果与实验数据吻合较好。     

组合式钕玻璃片状激光放大器增益性能的动态模拟

用随时间变化的氙灯辐射光谱模型,建立了组合式钕玻璃片状激光放大器动态增益特性的模拟程序,实现了从氙灯放电到引出激光的全过程动态模拟,可用于片状激光放大器的优化设计.研究了:1)放大器在不同的抽运条件下水平方向的增益均匀性,当氙灯爆炸系数比较高时,自发辐射放大优先使片的边缘产生消抽运作用,增益分布变得不均匀,通光口径的中央处增益较大;2)片厚度和掺杂浓度对增益性能的影响,在相同的抽运条件下,储能通量由片厚度与掺杂浓度的乘积决定,给出了储能通量和小信号增益随片厚度与掺杂浓度的乘积的变化关系 关键词： 钕玻璃激光放大器 储能密度 增益特性     

弯曲微小通道流阻特性的数值模拟

用经典的N-S方程对流体在矩形截面、弯曲的微小通道中的流动特性进行了数值研究,发现计算结果与试验结 果存在较大的差异。在对流体流动特性分析的基础上引入了粗糙粘度模型来对经典的N-S方程进行修正,计算结果表明 用粗糙粘度模型计算的结果与试验值吻合较好。     

碳遮光石英气凝胶传热机制与热性能数值模拟

建立了碳遮光石英气凝胶传热机制及热性能数值模拟方法,在交叉立方阵列导热模型、热辐射传输谱带模型、辐射导热耦合传热模型基础上,采用蒙特卡罗方法与有限体积法数值模拟了气凝胶内的热辐射传输及辐射导热耦合传热,并以表观导热系数描述气凝胶传热性能.以某石英气凝胶为例,定量模拟了热性能、各种传热方式的作用及温度依赖性,分析了应用Rosseland扩散近似引起的误差.     

自激脉冲喷嘴发生机理数值模拟

本文揭示了自激脉冲喷嘴产生自激振荡的根本原因。由于腔内产生了低于汽化压力的负压,引起低压区液体的汽化,加上射流不稳定剪切层的作用,最终形成大小周期性变化的轴对称空化气囊;对脉冲喷嘴腔内流场进行了二维非定常数值模拟,通过对腔内压力和流场的分析,验证了上述结论;试验研究通过对腔内压力的数据采集及对脉冲现象的同步观察,进一步说明了本文结论的正确性。