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《超聲速流場條件下激光輻照耦合效應數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:https://www.researchgate.net/publication/286985465Numericalsimulationoncouplingeffectoflaserirradiationinsupersonic?owArticleinQiangjiguangYuLizishu/HighPowerLaserandParticleBeams·September2014DOI
2、:10.11884/HPLPB201426.091010CITATIONSREADS2325authors,including:XIAOCUIWUYiweiWangChineseAcademyofSciencesChineseAcademyofSciences21PUBLICATIONS102CITATIONS52PUBLICATIONS225CITATIONSSEEPROFILESEEPROFILEChenguangHuangC.w.WuChineseAcademyofSciencesChineseAc
3、ademyofSciences149PUBLICATIONS598CITATIONS37PUBLICATIONS91CITATIONSSEEPROFILESEEPROFILESomeoftheauthorsofthispublicationarealsoworkingontheserelatedprojects:Thermo-structuralconceptsinaerospacesci&techViewprojectCavitatingflownearfreesurfaceViewprojectAll
4、contentfollowingthispagewasuploadedbyXIAOCUIWUon14January2016.Theuserhasrequestedenhancementofthedownloadedfile.第２６卷第９期強激光與粒子束Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．９２０１４年９月ＨＩＧＨＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳＳｅｐ．，２０１４＊超聲速流場條件下激光輻照耦合效應數(shù)值模擬吳小翠１，王一偉１，程欣欣２，黃晨光１，吳臣武２（１．中國科學院力學研究所，流固耦合系統(tǒng)力學重點實驗室
5、，北京１００１９０；２．中國科學院力學研究所，先進制造工藝力學重點實驗室，北京１００１９０）摘要：激光輻照結構物包含復雜的多物理場耦合問題，其存在流、熱、固多種機制的耦合效應。結合計算流體力學（ＣＦＤ）和有限元方法，對超聲速條件下的激光輻照平板問題進行了熱流固耦合分析。采用ＣＦＤ方法得到平板附近流場分布，利用有限元方法計算平板的溫度分布，并將二者結合起來實現(xiàn)流體和固體間的數(shù)據(jù)交互。理論分析確定了流場效應的最主要影響參數(shù)為來流馬赫數(shù)與攻角。對于不同馬赫數(shù)，激光區(qū)域在６Ｍａ條件下存在溫度的谷值，小于等于６Ｍａ
6、條件下主要體現(xiàn)為冷卻效應，而６Ｍａ以上主要體現(xiàn)為氣動加熱效應。攻角增大會導致激光區(qū)流體質量流量的增加，使冷卻效應更加明顯。最后綜合分析了流場氣動加熱和冷卻兩種效應的產(chǎn)生機制。關鍵詞：超聲速；激光輻照；流熱耦合；數(shù)值模擬；攻角中圖分類號：ＴＮ２４６文獻標志碼：Ａｄｏｉ：１０．１１８８４／ＨＰＬＰＢ２０１４２６．０９１０１０光輻照結構物是一種復雜的多物理場過程，特別當結構物在空中飛行時，流場、激光與結構之間會存在流、熱、固等多種機制的耦合。激光導致的結構溫度場以及應力場演化規(guī)律等問題得到了眾多學者的廣泛關注。
7、［１］袁紅等采用有限元方法數(shù)值模擬在連續(xù)激光輻照下旋轉柱殼溫度場的變化和分布情況，分析了熱性能參數(shù)［２］對溫度場造成的影響；王偉平等實驗研究了重復頻率脈沖ＹＡＧ激光對旋轉金屬殼的加熱效應，發(fā)現(xiàn)激光作［３］用下旋轉金屬殼的溫升大大低于靜止金屬殼的溫升。趙劍衡等用有限元方法數(shù)值模擬強激光輻照下柱殼上［４］溫度場的變化和分布情況，并對熱性能參數(shù)隨溫度變化對溫度場造成的影響進行了研究。漆海濱等利用熱傳導理論分析了強激光對運動物體的加熱問題，得出了物體表面溫度、激光功率密度、光斑尺寸及光斑相對于物體運動速度之間的關
8、系。［５］［６］考慮到結構周圍繞流的影響，張黎等采用動網(wǎng)格模型模擬氣流對平板的“沖刷效應”。張健等在考慮激光與運動目標相互作用的基礎上，利用有限元方法分析了亞聲速條件下運動目標在激光輻照全過程的溫度［７］場和熱應力場的分布與演化規(guī)律。石衛(wèi)波等采用工程計算方法求解高超聲速飛行器碳－碳復合材料分別在［８］氣動熱、激光單獨作用以及氣動熱／激光耦合作用下的熱化學燒蝕。張家雷等采用高能激光對復合材料的輻照效應進行了研究。為了預測激光輻照
