單路倍頻組件在慣性約束核聚變裝置中起頻率轉(zhuǎn)換作用,是高能激光裝置的重要部件之一,其內(nèi)部高等級潔凈度的保障和維持將極大地影響光學(xué)元件的使用壽命和高能激光裝置的長期穩(wěn)定運(yùn)行。為避免嚴(yán)重的油污染,單路倍頻組件內(nèi)部設(shè)計(jì)為1000Pa低真空條件。然而單路倍頻組件是整個(gè)光路中承受倍頻激光通量最高的部件,其內(nèi)部的光學(xué)元件和其它金屬結(jié)構(gòu)件因長期激光輻照不可避免的會(huì)發(fā)生激光損傷,由此產(chǎn)生的顆粒污染物還會(huì)導(dǎo)致光學(xué)元件表面產(chǎn)生二次損傷。因此,在低真空條件下保障并維持單路倍頻組件內(nèi)部的超高潔凈度對提高光學(xué)元件使用壽命和高能激光裝置負(fù)載能力具有重大意義。本文對單路倍頻組件展開研究,基于計(jì)算流體力學(xué)對單路倍頻組件內(nèi)部1000Pa低真空條件下的氣體流動(dòng)狀況進(jìn)行研究。通過流體仿真對動(dòng)態(tài)平行氣流沖掃系統(tǒng)和風(fēng)刀防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),在單路模型內(nèi)部形成穩(wěn)定平行氣流組織形式,從而實(shí)現(xiàn)低真空條件中光學(xué)元件表面的防護(hù)和潔凈以及組件內(nèi)部高等級潔凈度的保障和維持,避免光學(xué)元件表面的損傷并提高激光裝置的負(fù)載能力。首先通過理論計(jì)算對單路模型內(nèi)部低真空條件下的氣體流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行判別,確定了內(nèi)部氣流在低真空條件下為低速可壓縮的連續(xù)流。對單... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光誘導(dǎo)光學(xué)元件損傷及應(yīng)對措施國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 激光損傷產(chǎn)生的顆粒污染物國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 高能激光裝置潔凈技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.4 低真空技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.5 現(xiàn)階段存在的問題
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 低真空下單路倍頻組件流體模型與仿真研究
    2.1 前言
    2.2 單路模型內(nèi)部低真空條件下氣體流態(tài)判別
        2.2.1 分子流與粘滯流的判別
        2.2.2 湍流與層流的判別
        2.2.3 高低速流判別
    2.3 計(jì)算流體力學(xué)理論基礎(chǔ)
        2.3.1 流體力學(xué)基本控制方程
        2.3.2 湍流控制方程及湍流模型
    2.4 單路流體模型仿真前處理
        2.4.1 單路簡化模型與沖掃系統(tǒng)模型建立
        2.4.2 單路流體計(jì)算域模型抽取
        2.4.3 單路流體計(jì)算域模型網(wǎng)格生成
    2.5 單路模型低真空下沖掃方案仿真研究
        2.5.1 單路模型仿真計(jì)算流程
        2.5.2 單路模型沖掃方案仿真分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 低真空條件下動(dòng)態(tài)平行氣流沖掃系統(tǒng)仿真研究
    3.1 前言
    3.2 穩(wěn)壓箱高度參數(shù)仿真研究
    3.3 穩(wěn)壓箱進(jìn)風(fēng)壓力仿真研究
    3.4 整流板結(jié)構(gòu)參數(shù)仿真研究
        3.4.1 整流板厚度仿真研究
        3.4.2 整流孔孔徑仿真研究
        3.4.3 整流孔孔間距仿真研究
    3.5 回流結(jié)構(gòu)參數(shù)仿真研究
        3.5.1 回流腔高度參數(shù)仿真探究
        3.5.2 回流板厚度仿真研究
        3.5.3 回流板開孔率仿真研究
    3.6 本章小結(jié)
第4章 低真空條件下風(fēng)刀防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究
    4.1 前言
    4.2 低真空中顆粒污染物衰減距離研究
        4.2.1 低真空中粒子衰減距離規(guī)律研究
        4.2.2 低真空中粒子最大衰減距離計(jì)算
    4.3 低真空中高速風(fēng)幕形態(tài)仿真研究
        4.3.1 低真空中風(fēng)刀自由沖掃風(fēng)幕變化研究
        4.3.2 低真空中風(fēng)刀沖掃光學(xué)元件表面風(fēng)幕變化研究
    4.4 光學(xué)元件框架導(dǎo)風(fēng)槽開設(shè)研究
        4.4.1 上導(dǎo)風(fēng)槽開設(shè)寬度研究
        4.4.2 下導(dǎo)風(fēng)槽開設(shè)寬度研究
    4.5 風(fēng)刀防護(hù)系統(tǒng)低真空實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.5.1 真空實(shí)驗(yàn)容器設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)設(shè)備選用
        4.5.2 低真空中風(fēng)幕速度衰減實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.5.3 低真空中風(fēng)刀沖掃去除效果實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3194929