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《超聲速流場條件下激光輻照耦合效應(yīng)數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)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(yīng)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(xué)院力學(xué)研究所，流固耦合系統(tǒng)力學(xué)重點實驗室
5、，北京１００１９０；２．中國科學(xué)院力學(xué)研究所，先進制造工藝力學(xué)重點實驗室，北京１００１９０）摘要：激光輻照結(jié)構(gòu)物包含復(fù)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(yīng)。結(jié)合計算流體力學(xué)（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(jié)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(yīng)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(yīng)，而６Ｍａ以上主要體現(xiàn)為氣動加熱效應(yīng)。攻角增大會導(dǎo)致激光區(qū)流體質(zhì)量流量的增加，使冷卻效應(yīng)更加明顯。最后綜合分析了流場氣動加熱和冷卻兩種效應(yīng)的產(chǎn)生機制。關(guān)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(biāo)志碼：Ａｄｏｉ：１０．１１８８４／ＨＰＬＰＢ２０１４２６．０９１０１０光輻照結(jié)構(gòu)物是一種復(fù)雜的多物理場過程，特別當(dāng)結(jié)構(gòu)物在空中飛行時，流場、激光與結(jié)構(gòu)之間會存在流、熱、固等多種機制的耦合。激光導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)溫度場以及應(yīng)力場演化規(guī)律等問題得到了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)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(zhuǎn)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(fù)頻率脈沖ＹＡＧ激光對旋轉(zhuǎn)金屬殼的加熱效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)激光作［３］用下旋轉(zhuǎn)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(dǎo)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(guān)
8、系。［５］［６］考慮到結(jié)構(gòu)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(yīng)”。張健等在考慮激光與運動目標(biāo)相互作用的基礎(chǔ)上，利用有限元方法分析了亞聲速條件下運動目標(biāo)在激光輻照全過程的溫度［７］場和熱應(yīng)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(fù)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(xué)燒蝕。張家雷等采用高能激光對復(fù)合材料的輻照效應(yīng)進行了研究。為了預(yù)測激光輻照
