大氣中激光熱燒蝕數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迅速、打擊精確和效費比高等諸多優(yōu)點而受到重視并得到快速發(fā)展。高能激光武器的毀傷機理是通過高能激光束直接作用于目標,與目標材料發(fā)生復雜的物理化學反應,使目標結構和功能發(fā)生變化,產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、激光與物質相互作用、目標毀傷效果評估等方面。目前,相關研究總體處于分模塊階段,在激光與物質相互作用的相關研究中,仍是以理想高斯光束的熱燒蝕效應為主,尚未考慮高能激光在大氣中傳輸時的熱暈、湍流效應導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,將各模塊進行結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數值模擬,不僅可對實際大氣中目標的燒蝕效果進行定量分析,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。本文將高能激光大氣傳輸特性模塊和激光與物質相互作用模塊進行了有效結合,并編制了相關數值模擬程序。首先基于高能激光大氣傳輸時熱暈及湍流效應的理論基礎,對高能激光的大氣傳輸特性進行數值仿真,由此得到高能激光在大氣中的到靶分布情況,進而利用有限元法開展到靶激...
【文章來源】:西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:92 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
不同2C時相位屏及遠場光強分布
不同風速時遠場光強分布及其等值線圖
西安電子科技大學碩士學位論文圖 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)域能所轉化的熱能來不及向其他地方傳導。隨著輻照時間的不斷增加,溫升區(qū)擴大,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張,燒蝕程度極劇增大。
【參考文獻】:
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. 激光與紅外. 2017(08)
[2]大氣湍流光波傳輸數值仿真技術研究綜述[J]. 任斌,陳純毅,楊華民. 系統(tǒng)仿真學報. 2017(08)
[3]目標毀傷效果評估技術現狀與發(fā)展[J]. 張重陽,舒健生,武健,蘇國華. 飛航導彈. 2017(06)
[4]切向氣流下激光對旋轉靶熱燒蝕的數值模擬[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,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. 光電技術應用. 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,程獻偉. 兵工學報. 2016(S1)
[8]氣流作用下激光熔穿金屬板效應研究[J]. 彭國良,韋成華,杜太焦,張相華. 激光與光電子學進展. 2016(06)
[9]高能激光輻照條件下構件溫度場模擬研究[J]. 馮俊森,李和章,馬壯. 新技術新工藝. 2016(05)
[10]長脈沖激光作用下鋁合金板材溫度和熱應力分析[J]. 王翼彬,金光勇,張巍. 中國激光. 2016(08)
碩士論文
[1]側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 2016
[2]重復頻率脈沖激光與鋁合金熱作用過程的數值模擬研究[D]. 顧秀穎.長春理工大學 2015
[3]激光大氣傳輸數值模擬研究[D]. 唐天宇.西安電子科技大學 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 2013
[5]連續(xù)激光輻照金屬材料和半導體材料的熱效應分析[D]. 趙鳳艷.長春理工大學 2011
[6]高能激光大氣傳輸熱暈效應分析[D]. 蒲桃園.電子科技大學 2010
[7]強激光大氣傳輸熱暈數值模擬[D]. 常金勇.西安電子科技大學 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 2008
[9]大氣湍流中的激光傳輸數值模擬及其影響分析[D]. 徐光勇.電子科技大學 2008
[10]連續(xù)激光燒蝕效應數值模擬研究[D]. 王猛.國防科學技術大學 2003
本文編號:2903181
【文章來源】:西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:92 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
不同2C時相位屏及遠場光強分布
不同風速時遠場光強分布及其等值線圖
西安電子科技大學碩士學位論文圖 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)域能所轉化的熱能來不及向其他地方傳導。隨著輻照時間的不斷增加,溫升區(qū)擴大,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張,燒蝕程度極劇增大。
【參考文獻】:
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. 激光與紅外. 2017(08)
[2]大氣湍流光波傳輸數值仿真技術研究綜述[J]. 任斌,陳純毅,楊華民. 系統(tǒng)仿真學報. 2017(08)
[3]目標毀傷效果評估技術現狀與發(fā)展[J]. 張重陽,舒健生,武健,蘇國華. 飛航導彈. 2017(06)
[4]切向氣流下激光對旋轉靶熱燒蝕的數值模擬[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,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. 光電技術應用. 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,程獻偉. 兵工學報. 2016(S1)
[8]氣流作用下激光熔穿金屬板效應研究[J]. 彭國良,韋成華,杜太焦,張相華. 激光與光電子學進展. 2016(06)
[9]高能激光輻照條件下構件溫度場模擬研究[J]. 馮俊森,李和章,馬壯. 新技術新工藝. 2016(05)
[10]長脈沖激光作用下鋁合金板材溫度和熱應力分析[J]. 王翼彬,金光勇,張巍. 中國激光. 2016(08)
碩士論文
[1]側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 2016
[2]重復頻率脈沖激光與鋁合金熱作用過程的數值模擬研究[D]. 顧秀穎.長春理工大學 2015
[3]激光大氣傳輸數值模擬研究[D]. 唐天宇.西安電子科技大學 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 2013
[5]連續(xù)激光輻照金屬材料和半導體材料的熱效應分析[D]. 趙鳳艷.長春理工大學 2011
[6]高能激光大氣傳輸熱暈效應分析[D]. 蒲桃園.電子科技大學 2010
[7]強激光大氣傳輸熱暈數值模擬[D]. 常金勇.西安電子科技大學 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 2008
[9]大氣湍流中的激光傳輸數值模擬及其影響分析[D]. 徐光勇.電子科技大學 2008
[10]連續(xù)激光燒蝕效應數值模擬研究[D]. 王猛.國防科學技術大學 2003
本文編號:2903181
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