本文選題：能量分布 + 有限元方法��； 參考：《長春理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：激光與物質(zhì)相互作用過程中光束質(zhì)量對研究結(jié)果影響較大,但是由于復(fù)雜傳播環(huán)境等原因,引起激光在傳輸過程中出現(xiàn)波前畸變的現(xiàn)象,導(dǎo)致實(shí)際到靶的激光能量分布發(fā)生顯著變化。針對激光實(shí)際能量分布的數(shù)值仿真,本文基于有限元方法研究了將陣列式能量分布應(yīng)用于數(shù)值仿真的方法,并以激光輻照氧化鋁材料的數(shù)值仿真為例進(jìn)行了對比分析。首先進(jìn)行了激光輻照材料的熱學(xué)分析,以熱傳遞理論為基礎(chǔ),對激光陣列式能量分布數(shù)值仿真方法詳細(xì)研究,并且建立了毫秒脈沖激光輻照氧化鋁材料的數(shù)值仿真模型。最后,為實(shí)現(xiàn)該仿真方法,搭建了激光測量系統(tǒng),研究了獲取激光實(shí)際能量分布的相應(yīng)方法,并進(jìn)行了激光實(shí)際光斑能量分布的測量,依據(jù)激光陣列式能量分布仿真方法的有限元理論開發(fā)了相應(yīng)軟件。接著進(jìn)行了均勻高斯分布型和實(shí)際不均勻分布型激光能量陣列輻照氧化鋁的數(shù)值仿真,分別得到了在兩種能量分布陣列情況下,不同時間的溫度分布圖像和數(shù)據(jù),并對結(jié)果進(jìn)行了比較分析。論文提出的數(shù)值仿真方法和研發(fā)的相應(yīng)數(shù)值仿真軟件,提高了激光與物質(zhì)相互作用數(shù)值仿真方法的精確度,對研究激光輻照材料的熱效應(yīng)和提高科研效率有重要的指導(dǎo)意義。
[Abstract]:In the process of laser-matter interaction, the beam quality has a great influence on the research results, but because of the complex propagation environment, the phenomenon of wavefront distortion occurs in the process of laser propagation. As a result, the laser energy distribution to the target changes significantly. Aiming at the numerical simulation of laser energy distribution, the method of applying array energy distribution to numerical simulation based on finite element method is studied, and the numerical simulation of aluminum oxide irradiated by laser is compared and analyzed. Firstly, the thermal analysis of laser irradiated material is carried out. Based on the theory of heat transfer, the numerical simulation method of laser array energy distribution is studied in detail, and the numerical simulation model of millisecond pulsed laser irradiation on alumina material is established. Finally, in order to realize the simulation method, a laser measurement system is set up, and the corresponding method to obtain the laser energy distribution is studied, and the energy distribution of the laser spot is measured. According to the finite element theory of laser array energy distribution simulation method, the corresponding software is developed. Then, the numerical simulation of alumina irradiated by uniform Gao Si distribution laser energy array and real non-uniform laser energy array is carried out. The temperature distribution images and data at different time are obtained in the case of two kinds of energy distribution arrays, respectively. The results are compared and analyzed. The numerical simulation method proposed in this paper and the corresponding numerical simulation software developed in this paper improve the accuracy of the numerical simulation method of laser-matter interaction. It is of great significance to study the thermal effect of laser irradiated materials and improve the efficiency of scientific research.
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN249

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 盧進(jìn)軍;孫帥;;激光光斑能量分布的MATLAB處理方法[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2010年29期

2 段錦;吳君;端木繁一;景文博;;激光能量密度分布的測量方法[J];吉林大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版);2009年02期

3 李欣榮;周天文;孫琦;;長脈沖高能激光對金屬靶材燒蝕實(shí)驗(yàn)研究[J];應(yīng)用光學(xué);2009年01期

4 丁瑋環(huán);張梁;沈中華;陸建;倪曉武;;長脈沖高能激光與半導(dǎo)體材料的熱作用分析[J];紅外與激光工程;2007年S1期

5 賈巧英,李海元,劉瑞軍,唐永興,姜中宏;Modified porous silica antireflective coatings with laser damage resistance for Ti:sapphire[J];Chinese Optics Letters;2005年04期

6 方海濤,黃德雙;激光光斑能量分布的三維偽彩色可視化方法[J];光電工程;2004年10期

7 高衛(wèi),王云萍,李斌;強(qiáng)激光光束質(zhì)量評價和測量方法研究[J];紅外與激光工程;2003年01期

8 鄭瑞倫,陳洪,劉俊;矩形激光脈沖輻照下金屬板材料溫度分布研究[J];物理學(xué)報;2002年03期

9 曹波,魏泳濤,于建華;瞬態(tài)熱傳導(dǎo)方程的時空有限元法[J];西南民族學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2001年04期

10 王偉平,呂百達(dá),羅時榮;激光束光強(qiáng)分布對材料激光加熱的影響[J];強(qiáng)激光與粒子束;2001年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 王躍平;基于有限差分法的鑄造熱應(yīng)力數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

2 莊超;基于細(xì)分曲面造型的邊界元法及后處理開發(fā)研究[D];湖南大學(xué);2013年

3 婁淑梅;鋁型材擠壓有限體積法數(shù)值模擬技術(shù)研究與系統(tǒng)開發(fā)[D];山東大學(xué);2007年

4 單菊林;自適應(yīng)有限元網(wǎng)格生成算法研究與應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張金琪;鋁合金表面激光加工熱效應(yīng)仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2015年

2 王家樂;基于光斑圖像的激光能量密度分布測量技術(shù)[D];長春理工大學(xué);2013年

3 張立;激光光斑測量系統(tǒng)[D];西安電子科技大學(xué);2010年

4 劉全喜;強(qiáng)激光對材料熱損傷的有限元法研究[D];四川大學(xué);2007年

5 劉小平;激光光斑測量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[D];華中科技大學(xué);2007年

6 劉玉周;無衍射光斑尺寸和能量分布的測量[D];華中科技大學(xué);2007年

7 劉邦志;三維四面體網(wǎng)格優(yōu)化及其程序?qū)崿F(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2005年

8 陳陶;激光與物質(zhì)熱作用過程的數(shù)值模擬研究[D];南京理工大學(xué);2004年

9 蔡云帆;可視化有限元分析軟件的后處理模塊[D];大連理工大學(xué);2003年

10 劉永志;溫度場的有限元數(shù)值模擬及其在塑件和模具冷卻分析中的應(yīng)用[D];鄭州大學(xué);2003年

，

本文編號：2063112