【摘要】：針對連續(xù)激光輻照表面存在切向氣流的旋轉(zhuǎn)靶目標,數(shù)值求解溫度場分布以及熱燒蝕效應(yīng)。首先,綜合切向氣流、固液相變和目標旋轉(zhuǎn)的影響,給出柱坐標下三維瞬態(tài)熱傳導(dǎo)方程,建立激光對旋轉(zhuǎn)靶目標的熱燒蝕模型。其次,分析熱燒蝕過程中,物質(zhì)在固態(tài)、固液態(tài)和液態(tài)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,提出一種改進的"單元生死法"處理旋轉(zhuǎn)燒蝕過程中的邊界移動問題,并采用有限容積法數(shù)值求解熱燒蝕模型。最后,數(shù)值模擬溫度場分布和熱燒蝕效應(yīng),分析靶目標旋轉(zhuǎn)速率對溫度場分布和熱燒蝕效應(yīng)的影響。分析結(jié)果表明:靶目標的旋轉(zhuǎn),導(dǎo)致最大燒蝕深度不斷減小,圓柱面的燒蝕區(qū)域逐漸增加,并對溫度場分布產(chǎn)生一定影響。
[Abstract]:The temperature field distribution and thermal ablation effect are numerically solved for the rotating target with tangential airflow on the surface of continuous laser irradiation. Firstly, considering the effects of tangential flow, solid-liquid phase transition and target rotation, the three-dimensional transient heat conduction equation in cylindrical coordinates is given, and the thermal ablation model of the target is established. Secondly, the transformation relationship between solid, liquid and liquid in the process of thermal ablation is analyzed, and an improved "element birth and death method" is proposed to deal with the boundary movement in the process of rotating ablation. The finite volume method is used to solve the thermal ablation model. Finally, the distribution of temperature field and thermal ablation effect are numerically simulated, and the effect of target rotation rate on temperature field distribution and thermal ablation effect is analyzed. The results show that the rotation of the target results in the decrease of the maximum ablation depth and the increase of the ablation area of the cylinder surface, which has a certain effect on the temperature field distribution.
【作者單位】： 中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心;
【分類號】：TN249

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本文編號：2204345