發(fā)布時間：2021-09-15 19:02

　　隨著激光武器的發(fā)展,其發(fā)射功率也在不斷提高,預(yù)計在未來投入使用的激光武器功率可達到百兆瓦級。本文以激光武器的發(fā)展近況和戰(zhàn)略演變?yōu)楸尘?研究波長在1.6μm附近的百兆瓦級激光對于C/C復(fù)合材料靶材的氣化燒蝕效應(yīng),以及激光致等離子體吸收光束能量引起的熱阻塞效應(yīng)。本文依據(jù)熱傳導理論,采用數(shù)值方法計算了到達靶面激光對靶材的燒蝕作用,得到激光燒蝕靶材的溫度場和未考慮蒸氣壓時的燒蝕速率。結(jié)果表明：百兆瓦級的高功率激光輻照靶面將使靶材在幾納秒內(nèi)開始燒蝕,此時靶材內(nèi)部臨近表面部分的空間溫度場梯度非常大。隨著輻照時間的增加,燒蝕速率具有上升后趨于平穩(wěn)的規(guī)律,這與激光功率和靶材空間溫度值積累有關(guān)。當入射激光功率降低時,開始發(fā)生燒蝕的時間明顯增加,激光功率小于5×105W/cm2時,采取自旋措施的彈體已經(jīng)難以迅速達到燒蝕溫度,因此該方法對于提高結(jié)構(gòu)的抗激光性能很有效的。隨后本文采用Mott-Smith近似方法,以及聯(lián)立求解質(zhì)量連續(xù)方程,研究了離開靶材表面粒子形成Knudsen層的兩側(cè)參數(shù),以及蒸氣壓變化對燒蝕速率的影響。結(jié)果表明：靶材表面飽和蒸氣溫度高于標準氣壓下材料氣化溫度,隨著激光功率的增大,靶表面蒸氣... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
中文摘要
ABSTRACT
目錄
1 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 激光武器的特點和發(fā)展
        1.1.2 激光的毀傷效應(yīng)和抗激光措施
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究工作
2 強激光輻照靶材的熱效應(yīng)
    2.1 數(shù)值傳熱學概述
    2.2 有限容積法
        2.2.1 控制容積積分法
        2.2.2 TDMA算法
    2.3 強激光輻照有限厚度板的熱效應(yīng)
        2.3.1 激光對材料作用的影響因素
        2.3.2 強激光輻照靶材的熱傳導模型
        2.3.3 數(shù)理模型的離散求解
    2.4 計算分析
    2.5 本章小結(jié)
3 蒸氣壓對燒蝕速率的影響
    3.1 概述
        3.1.1 Knudsen層的間斷條件
        3.1.2 連續(xù)方程
    3.2 計算分析
    3.3 本章小結(jié)
4 等離子體的熱阻塞效應(yīng)
    4.1 概述
    4.2 蒸氣的電離
        4.2.1 Saha方程
        4.2.2 電離理論
    4.3 逆韌致吸收系數(shù)
        4.3.1 用磁流體理論描述等離子體的基本方程組
        4.3.2 激光在等離子體中的傳播和吸收
    4.4 等離子體的控制方程
        4.4.1 膨脹模型
        4.4.2 激光傳播模型
    4.5 計算分析
    4.6 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]燒蝕模式激光推進的機理及實驗研究[D]. 童慧峰.中國科學技術(shù)大學 2006
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碩士論文
[1]脈沖激光燒蝕Ti-Al和SiC材料的演化特性研究[D]. 劉月華.山東大學 2012



本文編號：3396622