大氣中激光熱燒蝕數(shù)值模擬及毀傷效果評估方法研究
發(fā)布時間:2020-12-07 11:41
近些年來,高能激光武器憑借其反應(yīng)迅速、打擊精確和效費(fèi)比高等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到重視并得到快速發(fā)展。高能激光武器的毀傷機(jī)理是通過高能激光束直接作用于目標(biāo),與目標(biāo)材料發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng),使目標(biāo)結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化,產(chǎn)生極為有效的殺傷破壞力。高能激光武器的毀傷效果評估主要涉及高能激光大氣傳輸特性、激光與物質(zhì)相互作用、目標(biāo)毀傷效果評估等方面。目前,相關(guān)研究總體處于分模塊階段,在激光與物質(zhì)相互作用的相關(guān)研究中,仍是以理想高斯光束的熱燒蝕效應(yīng)為主,尚未考慮高能激光在大氣中傳輸時的熱暈、湍流效應(yīng)導(dǎo)致的到靶光斑畸變問題,對激光武器的毀傷效果評估方法研究更是鮮有報道,將各模塊進(jìn)行結(jié)合并最終給出激光武器的毀傷效果評估方法意義重大。開展大氣中的激光熱燒蝕效應(yīng)數(shù)值模擬,不僅可對實際大氣中目標(biāo)的燒蝕效果進(jìn)行定量分析,同時可為激光武器的毀傷效果評估方法研究提供主要依據(jù)。本文將高能激光大氣傳輸特性模塊和激光與物質(zhì)相互作用模塊進(jìn)行了有效結(jié)合,并編制了相關(guān)數(shù)值模擬程序。首先基于高能激光大氣傳輸時熱暈及湍流效應(yīng)的理論基礎(chǔ),對高能激光的大氣傳輸特性進(jìn)行數(shù)值仿真,由此得到高能激光在大氣中的到靶分布情況,進(jìn)而利用有限元法開展到靶激...
【文章來源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
不同2C時相位屏及遠(yuǎn)場光強(qiáng)分布
不同風(fēng)速時遠(yuǎn)場光強(qiáng)分布及其等值線圖
西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖 3.2 為激光功率 100kW,光斑半徑 0.1m 時,激光輻照 1s、8s、24s、30的溫度場分布情況?梢钥闯鲈诩す忾_始輻照的瞬間,被輻照區(qū)域有明顯激光束的光強(qiáng)為高斯分布,從光斑中心向四周逐漸減弱,輻照瞬間中心區(qū)域能所轉(zhuǎn)化的熱能來不及向其他地方傳導(dǎo)。隨著輻照時間的不斷增加,溫升區(qū)擴(kuò)大,在 24s 時鋁靶板熔穿,此時前表面相比后表面燒蝕面積更大,隨后前同樣的速度迅速擴(kuò)張,燒蝕程度極劇增大。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]艦載激光武器毀傷評估仿真模型[J]. 彭聰,盧發(fā)興,邢昌風(fēng). 激光與紅外. 2017(08)
[2]大氣湍流光波傳輸數(shù)值仿真技術(shù)研究綜述[J]. 任斌,陳純毅,楊華民. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2017(08)
[3]目標(biāo)毀傷效果評估技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 張重陽,舒健生,武健,蘇國華. 飛航導(dǎo)彈. 2017(06)
[4]切向氣流下激光對旋轉(zhuǎn)靶熱燒蝕的數(shù)值模擬[J]. 張東來,宋雄杰,丁磊,李曉嬌. 激光與紅外. 2017(03)
[5]氣流環(huán)境下激光輻照金屬能量耦合特性[J]. 金云聲,張黎,張永強(qiáng),賀佳,譚福利,趙劍衡,孫承緯. 中國激光. 2017(06)
[6]連續(xù)波1064nm激光輻照鋁金屬的熱分布研究[J]. 丁宇,蔡軍. 光電技術(shù)應(yīng)用. 2016(06)
[7]高能激光武器毀傷威力仿真建模[J]. 宋乃秋,張昊春,王麗,許國強(qiáng),程獻(xiàn)偉. 兵工學(xué)報. 2016(S1)
[8]氣流作用下激光熔穿金屬板效應(yīng)研究[J]. 彭國良,韋成華,杜太焦,張相華. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(06)
[9]高能激光輻照條件下構(gòu)件溫度場模擬研究[J]. 馮俊森,李和章,馬壯. 新技術(shù)新工藝. 2016(05)
[10]長脈沖激光作用下鋁合金板材溫度和熱應(yīng)力分析[J]. 王翼彬,金光勇,張巍. 中國激光. 2016(08)
碩士論文
[1]側(cè)吹空氣氣流對激光損傷效果的影響研究[D]. 于博威.長春理工大學(xué) 2016
[2]重復(fù)頻率脈沖激光與鋁合金熱作用過程的數(shù)值模擬研究[D]. 顧秀穎.長春理工大學(xué) 2015
[3]激光大氣傳輸數(shù)值模擬研究[D]. 唐天宇.西安電子科技大學(xué) 2015
[4]連續(xù)激光輻照金屬鋁的溫度場研究[D]. 冷建功.長春理工大學(xué) 2013
[5]連續(xù)激光輻照金屬材料和半導(dǎo)體材料的熱效應(yīng)分析[D]. 趙鳳艷.長春理工大學(xué) 2011
[6]高能激光大氣傳輸熱暈效應(yīng)分析[D]. 蒲桃園.電子科技大學(xué) 2010
[7]強(qiáng)激光大氣傳輸熱暈數(shù)值模擬[D]. 常金勇.西安電子科技大學(xué) 2009
[8]激光與金屬相互作用的溫度場分析[D]. 黃國秀.長春理工大學(xué) 2008
[9]大氣湍流中的激光傳輸數(shù)值模擬及其影響分析[D]. 徐光勇.電子科技大學(xué) 2008
[10]連續(xù)激光燒蝕效應(yīng)數(shù)值模擬研究[D]. 王猛.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2003
本文編號:2903181
【文章來源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
不同2C時相位屏及遠(yuǎn)場光強(qiáng)分布
不同風(fēng)速時遠(yuǎn)場光強(qiáng)分布及其等值線圖
西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖 3.2 為激光功率 100kW,光斑半徑 0.1m 時,激光輻照 1s、8s、24s、30的溫度場分布情況?梢钥闯鲈诩す忾_始輻照的瞬間,被輻照區(qū)域有明顯激光束的光強(qiáng)為高斯分布,從光斑中心向四周逐漸減弱,輻照瞬間中心區(qū)域能所轉(zhuǎn)化的熱能來不及向其他地方傳導(dǎo)。隨著輻照時間的不斷增加,溫升區(qū)擴(kuò)大,在 24s 時鋁靶板熔穿,此時前表面相比后表面燒蝕面積更大,隨后前同樣的速度迅速擴(kuò)張,燒蝕程度極劇增大。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]艦載激光武器毀傷評估仿真模型[J]. 彭聰,盧發(fā)興,邢昌風(fēng). 激光與紅外. 2017(08)
[2]大氣湍流光波傳輸數(shù)值仿真技術(shù)研究綜述[J]. 任斌,陳純毅,楊華民. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2017(08)
[3]目標(biāo)毀傷效果評估技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 張重陽,舒健生,武健,蘇國華. 飛航導(dǎo)彈. 2017(06)
[4]切向氣流下激光對旋轉(zhuǎn)靶熱燒蝕的數(shù)值模擬[J]. 張東來,宋雄杰,丁磊,李曉嬌. 激光與紅外. 2017(03)
[5]氣流環(huán)境下激光輻照金屬能量耦合特性[J]. 金云聲,張黎,張永強(qiáng),賀佳,譚福利,趙劍衡,孫承緯. 中國激光. 2017(06)
[6]連續(xù)波1064nm激光輻照鋁金屬的熱分布研究[J]. 丁宇,蔡軍. 光電技術(shù)應(yīng)用. 2016(06)
[7]高能激光武器毀傷威力仿真建模[J]. 宋乃秋,張昊春,王麗,許國強(qiáng),程獻(xiàn)偉. 兵工學(xué)報. 2016(S1)
[8]氣流作用下激光熔穿金屬板效應(yīng)研究[J]. 彭國良,韋成華,杜太焦,張相華. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(06)
[9]高能激光輻照條件下構(gòu)件溫度場模擬研究[J]. 馮俊森,李和章,馬壯. 新技術(shù)新工藝. 2016(05)
[10]長脈沖激光作用下鋁合金板材溫度和熱應(yīng)力分析[J]. 王翼彬,金光勇,張巍. 中國激光. 2016(08)
碩士論文
[1]側(cè)吹空氣氣流對激光損傷效果的影響研究[D]. 于博威.長春理工大學(xué) 2016
[2]重復(fù)頻率脈沖激光與鋁合金熱作用過程的數(shù)值模擬研究[D]. 顧秀穎.長春理工大學(xué) 2015
[3]激光大氣傳輸數(shù)值模擬研究[D]. 唐天宇.西安電子科技大學(xué) 2015
[4]連續(xù)激光輻照金屬鋁的溫度場研究[D]. 冷建功.長春理工大學(xué) 2013
[5]連續(xù)激光輻照金屬材料和半導(dǎo)體材料的熱效應(yīng)分析[D]. 趙鳳艷.長春理工大學(xué) 2011
[6]高能激光大氣傳輸熱暈效應(yīng)分析[D]. 蒲桃園.電子科技大學(xué) 2010
[7]強(qiáng)激光大氣傳輸熱暈數(shù)值模擬[D]. 常金勇.西安電子科技大學(xué) 2009
[8]激光與金屬相互作用的溫度場分析[D]. 黃國秀.長春理工大學(xué) 2008
[9]大氣湍流中的激光傳輸數(shù)值模擬及其影響分析[D]. 徐光勇.電子科技大學(xué) 2008
[10]連續(xù)激光燒蝕效應(yīng)數(shù)值模擬研究[D]. 王猛.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2003
本文編號:2903181
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