激光辐照热效应混合模拟方法

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激光辐照热效应混合模拟方法

激光辐照热效应混合模拟方法张相华;束庆邦;杜太焦;王玉恒;陈志华【摘要】针对激光辐照热效应模拟中传统的有限元法对复杂几何结构和多次散射光处理能力较差的问题,在三维多物理场流-固耦合问题并行计算程序CFS中实现射线追踪-有限元模拟方法.与传统有限元法相比,该方法在有限元网格划分的基础上,采用射线追踪技术将各网格单元所吸收的辐照激光能量加入方程求解系统.对2A12硬铝材料腔体结构件激光辐照热效应的计算表明,该方法提高程序对计算模型几何结构复杂性的适应能力,解决多次散射光存在时传统方法难以准确描述辐照激光能量在求解区域中分布的问题,从而有效扩展CFS程序的使用范围.【期刊名称】《计算机辅助工程》【年(卷),期】2012(021)004【总页数】5页(P36-39,42)【关键词】射线追踪;激光辐照;热效应;多次散射光;有限元;CFS【作者】张相华;束庆邦;杜太焦;王玉恒;陈志华【作者单位】西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;激光与物质相互作用国家重点实验室,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;激光与物质相互作用国家重点实验室,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;激光与物质相互作用国家重点实验室,西安710024【正文语种】中文【中图分类】TN244;TB115.10 引言激光辐照热效应是激光与物质相互作用的重要研究内容之一，多年来一直受到国内外众多学者的关注.ZHAO等［1］研究激光辐照下HgCdTe探测器的热效应;王玉恒等［2］和刘峰等［3］研究激光辐照下结构件的热响应;刘全喜等［4］采用有限元法研究光伏型光电探测器的激光加热效应;唐芳等［5］用数值模拟研究激光辐照下的皮肤热效应;孙承伟［6］归纳和总结国内外学者的研究成果.上述研究工作主要基于几何结构简单的计算模型，未涉及入射激光在模型中多次散射的问题.射线追踪-有限元模拟方法综合射线追踪技术和有限元法的优点，可以有效模拟入射能量在复杂结构中的传输与分布.近年来，关于射线追踪-有限元模拟方法的研究逐渐增多，GRUHLKE［7］利用该方法成功实现NPSAT1卫星的热分析;FIALA等［8］采用该方法在MATLAB中开发光学照明系统的数值模拟程序;ZIEMELIS［9］介绍该方法在电磁散射问题中的应用;ZHANG等［10］采用该方法研究面泵浦激光二极管内三维应力场和温度场的分布.虽然射线追踪-有限元模拟方法已经在多个领域取得成功应用，但是在激光辐照热效应研究方面尚未见到相关的文献报道.本文在三维多物理场流-固耦合问题并行计算程序CFS中实现激光辐照热效应的射线追踪-有限元模拟方法，并以2A12硬铝材料腔体结构件为例，采用该方法计算其在激光辐照下的温度场分布，分析该方法与传统有限元法计算结果的差异，并探讨存在多次散射光时射线追踪-有限元模拟方法的优越性.1 基本理论射线追踪-有限元模拟方法是一种将射线追踪技术与有限元法联合起来对物理问题进行求解的数值模拟方法.在激光辐照热效应问题求解中，在激光光源位置随机产生大量沿激光传输方向的射线;追踪这些射线，获取射线在计算模型有限元网格中的沉积情况，从而得到每个有限元网格所吸收的激光能量，进而实现物理问题的求解.1.1 射线追踪技术简介射线追踪技术实质上是一种近似模拟方法，适用于空间特征尺寸远大于电磁辐射波长条件下的电磁辐射的散射、传输和透射等问题.在激光辐照热效应问题求解中，如果入射激光仅被计算模型表面吸收，那么可按图1所示的流程进行射线追踪计算.图1 激光辐照热效应中射线追踪计算流程Fig.1 Calculation process of ray tracing in laser irradiation thermal effects由图1可知，在射线追踪计算流程中存在激光光源的随机抽样、射线与边界单元表面第一个交点的计算和交点处新射线的产生等3个关键步骤.激光光源的随机抽样要求随机抽样的位置应能准确反映激光的强度分布信息，如对于均匀激光，应产生服从均匀分布的高质量随机数.［11］在计算射线与边界单元表面第一个交点时，主要困难是计算区域可能存在多个边界单元，若直接求解，则会面临大量的空间直线与空间直线(或空间平面)相交问题的计算，导致计算速度缓慢，因此，在计算射线与边界单元表面第一个交点时引入加速算法.以三维问题为例，本文通过八叉树技术将边界单元进行分组，使得需要求解的空间直线与空间平面相交问题的数目由N降至log8N，大大提高计算效率.至于交点处新射线的产生，则要保证其方向服从一定的物理规律，本文假定计算模型具有灰体性质，交点处新产生射线的方向遵守Lambert定律.1.2 热传导问题的有限元求解对于一般的三维热传导问题，瞬态温度场的场变量 T(x，y，z，t)在直角坐标系中满足式(1)所示的偏微分控制方程［12-13］式(1)的边界条件有3类，分别为式中:ρ为材料密度，kg/m3;c为材料比热容，J/(kg·K);t为时间，s;kx，ky和 kz分别为材料沿x，y和z方向的热导率，W/(m·K);Q=Q(x，y，z，t)为体热源密度，W/kg;nx，ny和nz为边界法线的方向余弦;T=(Γ，t)为在Г1边界上的给定温度，K;q=q(Г，t)为在Г2边界上的给定热流密度，W/m2;h为表面传热系数，W/(m2·K);对于Г3边界，Ta=Ta(Г，t)在自然对流条件下为外界环境温度，在强迫对流条件下为边界层的绝热壁温度.此外，求解瞬态温度场还应给定初始条件由变分原理和Galerkin近似，经推导可以得到式(1)的积分形式为:将求解域Ω离散为有限个单元体，单元内的温度T可近似用单元节点温度Ti插值得到，即式中:ne为单元节点数目;Ni(x，y，z，t)为插值函数.将式(5)代入式(4)，并考虑δTi的任意性，即可得到用于确定n个节点温度Ti的有限元求解方程式中:C为热容矩阵;K为热导矩阵;P为温度载荷列阵;T为节点温度列阵.图2 腔体结构示意Fig.2 Schematic diagram of cavity structure采用传统有限元法时，首先用几何方法确定腔体的激光辐照区域，然后将入射激光能量等效为热流边界施加到该区域;采用射线追踪-有限元模拟方法时，通过射线追踪方法从光源出发追踪大量射线，得到入射激光能量在腔体内的准确分布.20.0 s时腔体三维温度场分布见图3.2 数值算例假设一个腔体结构由六面体一端挖去一个小六面体形成，其示意见图2，外围六面体几何尺寸为0.20 m ×0.20 m ×0.30 m，挖去部分几何尺寸为0.10 m ×0.10 m ×0.25 m.假定腔体由 2A12 硬铝材料构成，其激光吸收因子取为0.25，不同温度下该材料的比热容、热导率和发射系数等选取文献［14］和［15］中的给定值.在腔体模型中建立原点位于六面体中心、坐标轴方向如图2所示的坐标系.假设功率密度为 1.5 kW/cm2的均匀激光沿(45.0°，90.0°，－45.0°)方向辐照腔体，并假设激光光斑形状为矩形，分别采用传统有限元法和射线追踪-有限元模拟方法计算激光辐照下腔体温度场分布情况.图3 20.0 s时腔体三维温度场分布，℃Fig.3 Temperature field 3D distribution of cavity at 20.0 s，℃由图3可知，与传统有限元法相比，射线追踪-有限元模拟方法计算所得腔体最高温度大约增加58.6℃，且具有更大范围的高温区域.这主要是因为2A12硬铝材料对激光吸收系数较小(计算时取0.25)，当入射激光首次到达腔体表面时，只有小部分能量被直接吸收，大部分能量以散射光的形式在腔体内重新分布或逸出腔体，使腔体接收激光能量的实际面积和吸收的实际激光能量均大于传统有限元法的描述. 为进一步研究多次散射光的影响，选取光斑中心(0.05，0.0，0.1)及其 yOz平面对称点(－0.05，0.0，0.1)绘制节点温度-时间曲线，见图 4.图4 光斑中心及其yOz平面对称点温度随时间的变化Fig.4 Temperature-time curves at light spot center and its symmetry point about yOz plane由图4可知，光斑中心温度的射线追踪-有限元模拟方法计算结果明显大于传统有限元法计算结果，说明腔体内部存在较强的多次散射光，光斑中心所吸收的能量是入射激光能量与多次散射光能量之和.采用射线追踪-有限元模拟方法计算时，光斑中心yOz平面对称点温度随时间的增加而上升，20.0 s内累积温升约为173.7℃;采用传统有限元法计算时，该点温度在20.0 s计算时间内保持初始温度(22.7℃)不变，说明20.0 s时该点尚未受到热传导影响，节点温升由多次散射光引起，再次证明腔体内存在较强的多次散射光.图3和4表明，当激光辐照如图2所示的2A12硬铝材料腔体结构件时，由于腔体内存在较强的多次散射光，使得传统有限元法无法准确描述入射激光能量在腔体内的分布与沉积，导致计算偏差较大.因此，当由吸收系数较小的材料构成的腔体结构件被激光辐照时，腔体内会产生较强的多次散射光，腔体实际吸收激光能量的表面积和吸收的激光能量均难以直接描述，传统有限元法已不再适用，而射线追踪-有限元模拟方法对复杂入射边界具有很好的适应能力，可方便地求解该类问题.3 结束语与传统有限元法相比，射线追踪-有限元模拟方法对计算模型几何复杂性具有更强的适应能力，可用于求解入射激光在计算模型中多次散射的问题，适用范围更广泛. 对2A12硬铝材料腔体结构激光辐照热效应的计算表明:当材料激光吸收系数较小、腔内多次散射光较强时，射线追踪-有限元模拟方法比传统有限元法在准确描述计算区域内入射激光能量分布方面存在明显优势，能够有效降低该类问题求解难度. 参考文献:【相关文献】［1］ZHAO Jianhua，LI Xiangyang，LIU Hua，et al.Thermal effect in laser-HgCdTe interaction［J］.Int Soci Opt Eng，1998(3436):961-969.［2］王玉恒，刘峰，陈林柱，等.强激光辐照下充压壳体损伤特征温度分析［J］.固体火箭技术，2008，31(5):512-516.WANG Yuheng，LIU Feng，CHEN Linzhu，et al.Analysis of characteristic temperature on damage of pressurized metal shell irradiated by intense laser beam［J］.J Solid Rocket Tech，2008，31(5):512-516.［3］刘峰，吴振森，王玉恒，等.重复频率激光辐照柱壳的加热效率［J］.中国激光，2006，33(4):461-466.LIU Feng，WU Zhensen，WANG Yuheng，et al.Heating efficiency of repetitive frequency intensity laser irradiated cylinder［J］.Chin J Lasers，2006，33(4):461-466.［4］刘全喜，齐文宗，郝秋龙，等.激光辐照光伏型光电探测器热效应的有限元分析［J］.应用光学，2007，28(3):275-279.LIU Quanxi，QI Wenzon，HAO Qiulong，et al.Finite element analysis of thermal effect of photovoltaic detector irradiated by laser［J］.J Appl Opt，2007，28(3):275-279.［5］唐芳，牛燕雄，张雏，等.脉冲激光辐照皮肤组织的热效应数值模拟研究［J］.激光与红外，2007，37(12):1259-1261.TANG Fang，NIU Yanxiong，ZHANG Chu，et al.Numerical analysis of the temperature field in skin-tissue by high power Nd:YAG pulses laser ［J］.Laser ＆ Infrared，2007，37(12):1259-1261.［6］孙承伟.激光辐照效应［M］.北京:国防工业出版社，2002:28-78.［7］GRUHLKE puter aided thermal analysis of a technology demonstration satellite(NPSAT1)NPS-SP-03-001［R］.Montery:Naval Postgraduate School，2003.［8］FIALA P，KADLECOVA E.Progressive methods in the numerical modeling by the finite elements［C］//AEE’05 Proc 4th WSEAS Int Conf Applications Electr Eng.Stevens Point，Wisconsin，USA:World Scientific and Engineering Academy and Society(WSEAS)，2005:182-185.［9］ZIEMELIS J.Problems of secondary sources for hybrid ray tracing and FEM simulation ［J］.Elektronika IR Elektrotechnika，2003，47(5):65-68.［10］ZHANG Shenjin，ZHOU Shouhuan，TANG Xiaojun，et al.Investigation of laser diode face-pumped high average power heat capacity laser［J］.Chin Optics Lett，2006，4(11):658-660.［11］杨自强.你也需要蒙特卡罗方法——一个得心应手的工具［J］.数理统计与管理，2007，26(1):178-188.YANG Ziqiang.You need Monte Carlo method:a handy tool［J］.Application Stat＆ Manage，2007，26(1):178-188.［12］王勖成.有限单元法［M］.北京:清华大学出版社，2003:441-467.［13］LEWIS R W，MORGAN K，THOMAS H R，et al.The finite element method in heat transfer analysis［M］.Hoboken:John Wiley＆ Sons，1996:1-32.［14］张文斌.2A12铝合金搅拌摩擦焊温度场及塑性材料流动的数值分析［D］.济南:山东大学，2010.［15］左永平.2A12，TC4微观组织及表面状态对红外发射率的影响研究［D］.南京:南京航空航天大学，2008.。

激光辐照光伏型光电探测器热效应的有限元分析

ｓｏｔｃｎｔｒｏｈｅｒｄａｅｕｒａｅＴｈｉｅｈａｅｗｅｓ，ｔｈｔｒｔｍｅｔｅｄｍａｅｐｅｅｆｔａｉｔｄｓｆｃ．ｅｈｇｈｒｔｅｌｓｒｐｏｒｉｈｅｓｏｒｅｉｈａｇｔｋｅａｄｔｅｅｈｅｔｃｎｄｔｖｔｓ，ｔｅｂｉｅｈａａｈｒｓｌｏｒｓｎｄｎｇａｓ，ｎｈｅｇｒａｔｒｔｅｈａｏｕｃｉｉｙｉｈｇｇｒｔｅｄｍｇｅｔｅｈｏｄｃｒｅｐｏｉｔｔｅｈｎｓｕｅａｅｉｌｅ．Ｈｏｅｅ，ｏｙｏｈｔｉｎｅｔｇｌｌｙｒｗｌｂｗｖｒｎｌｗｈｎｔｔｃｏｓａａｅｂｔｇｈｅｈｅｄｅｅｔｒｉｒｄｉｔｄｙｈｅｈｉＤｏｅｌｓｒｗｉｌｈｅｆｅｔｗｒａｅ，ｌｔｅｆｃｏｆｔｅｈｉｋｓａｈｅｔｏｕｃｉｉｙｆｈｇｌｅａｒｈｔｃｎｅｓｎｄａｃｎｄｔｖｔｏｔｅｕｌｙｅｏｎｈｔｅ
法计算了探测器的三维温度场分布，讨了辐照时间、层厚度和胶层热导率对熔融损伤阈结果表明：ＳＶ型探测器受到强激光连续辐照时会发生熔融损伤破ＩｂＰｎ坏，最早发生于迎光面的光斑中心；光的功率越高，成损伤破坏所需要的时间越短；导率且激造热越大，薄的胶层对应的损伤阈值越大，越但胶层厚度和热导率对熔融损伤阂值的影响在大功率激

激光辐照效应

一 , 等离子体发展模型和膨胀模型1）在脉冲激光微加工中主要等离子体模型有：纳秒激光与物质相互作用中的单温模型飞秒激光与物质相互作用中的双温模型和库伦爆炸模型2）在研究激光辐照固体靶蒸汽等离子体形成时有动态烧蚀耗能模型和光线跟踪激光能量等离子体吸收模型。

3）其他的一些模型三温与多温电子等离子体自由膨胀的理论模型。

自相似解成功地再现了在激光等离子体自由膨胀中离子速度分布呈现的三峰和多峰结构,这些结构已在激光打靶的实验中频繁地观察到。

二，等离子体参数的测量的方法等离子的体的基本参数有：电子温度，电子密度等。

而这些参数都可以利用实验来测得。

例如利用光谱测量的光谱展宽，然后利用origin拟合曲线再萨哈方程就能计算得到粒子的电子温度和电子密度了。

三，激光支持燃烧波（LSCW）和爆破波（LSDW）的产生与传播，LSCW和LSDW 的分类法，基本结构，区别与判断方法。

LSCW向LSDW转化机制。

激光维持的燃烧波（LSC）和爆轰波（LSD）较强的激光束辐照于靶面时，使得靶蒸汽或者靶面附近的环境气体发生电离以致击穿，形成一个激光吸收区。

被吸收的激光能量转化为该区气体（或等离子体）的内能，与流动发生耦合，按照气体动力学的规律运动。

等离子体的一部分能量将以辐射的形式耗散，被凝聚态靶或周围气体所吸收。

这种吸收激光的气体或等离子体的传播运动通常称为激光吸收波。

主要的激光吸收区最终总是在环境气体中形成。

在极高光强下，真空环境中的把蒸汽也会产生激光吸收波。

对于LSC，前面运动的冲击波对激光是透明的，等离子体区域是激光的吸收区。

以亚声速向前推进，依靠输运机制（热传导、热辐射和扩散）时期前方冷气体加热和电离，维持LSC及其前方冲击波的传播，波后是等离子体区，等离子体温度为1~3eV。

对于LSD，冲击波阵面就是激光吸收区，被吸收的激光能量直接支持冲击波前进，LSD波相对于波前介质超声速运动，等离子体温度为10eV到几十电子伏。

此冲击波压缩前方的气体，使之升温电离、吸收激光，成为新的波阵面，上溯激光入射方向继续传播。

激光辐照生物组织的热效应量子分析

国家自然科学基金（０６０ｉ１９４３）云南省自然科学基金（０ＯＯ１和浙江省白端科学基金（９０５６０８０、９７０８、２ＯＡＯ２Ｍ）１８４）
首助有目
牧稿日期：０１０－１２０ — ５２
维普资讯
（）７
＝ｅｐ一ｎ７￣ｋ［－ｅｐ一ｍ７∞ ＇ｘ（ｒ／Ｔ）１ｘ（ｒ／７）］
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设＜＞为作用于生物组织的入射光子数，为生ｎ。物组织的吸收系数，为分子尺度，在关系式Ｚ存
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生，与激光的波长、式、模功率与辐照时间及生物组织的热学特性有关．热效应在生物医学和生物工程领域应用广泛；在临床上，有凝结、化、也汽熔融、分解，疗视网膜脱落、光诱导间质热疗热治激等应用“ ．然而，效应的微观机制及定量描述热
培出了吸收系数表达式，所得温升随辐熙功率的变化规律与实验结果一致．
关量词
Ｏ引言
激光生物的热相互作用是一个复杂的生物化学反应过程，中局域温度的升高是最重要的参其量变化．热效应可以由连续或脉冲激光辐射产
・ｘ一７ｏ／Ｔ）ｅｐ（ｒＪｋ

辐照时间、脉宽、激光能量对热效应的影响

光机电应用技术国家教学资源库
辐照时间、光斑、激光能量对热效应的影响
这种类型的热损伤在连续照射和长脉冲激光照射中常常可以见到，但是对短脉冲也会发生。对于1mm～2mm或更小级别尺寸的辐照光斑，辐射热流导致的损伤取决于光斑大小。
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课程小结
➢ 本小节主要讲述了脉宽对热效应的影响。
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辐照时间、脉宽、激光能量对热效应的影响
课程：激光安全与防护主讲教师：余靖华
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教学目标
了解辐照时间、光斑、激光能量对热效应的影响。
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辐照时间、光斑、激光能量对热效应的影响
吸收光能后的组织温度升高△T，与激光的能量E组织的激光吸收量
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作业布置
作业
1. 简述辐照时间对热效应的影响？ 2. 简述光斑对热效的散热能力（分别为组织的厚度、密度
和比热）成反比。对于一个光斑直径和功率固定的激光辐射，曝光时间与组织温升在一定范围内也呈现性关系，即曝光时间越长，组织升温越高。
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辐照时间、光斑、激光能量对热效应的影响
激光二次损伤的发生可能与组织受热反应的时间有关，反应的时间又直接与激光的脉宽和冷却时间有关。在受热和冷却两个时段都会发生热化学反应，引起依赖光斑大小的热损伤。由于传导是光斑聚集大小的函数，它决定了周边扩散的程度及最初组织受热区的温度，因此，对于损伤来说，光斑大小也是非常重要的。

强流脉冲碳离子束辐照钛合金表面的热效应数值模拟

文章编号：０１５《０６００７０１３— ２１２０）０６－０２— ４
强流脉冲碳离子束辐照钛合金表面的热效应数值模拟
李树军，邓子玉，张罡，毕鉴智，俊姚
（沈阳理工大学中俄联合高能柬流实验室，辽宁沈阳１０６）１１８ Hale Waihona Puke １温度场的数学模型
强流脉冲碳离子束轰击固体材料时，与材料
上被高度压缩后，高效率沉积在材料表面，产生熔表层的原子和电子产生复杂的相互作用，所携带化、汽化、应力波、冲击波等物理现象，导致材料表的能量大部分以热能的形式转移给靶材，至离：直面微观结构与性能的显著变化，ｊ达到表面改性子的动能降低到一定程度后才在材料表面中停下
建立ＨＰＢ辐照的数学模型，ＩＩ假设条件立了碳离子束与靶材交互作用热效应的数学物理器的特点，（）（）模型，并利用有限元软件ＭｃＭｒ，ＨＰＢ辐照如下：１离子束轰击在绝热条件下进行；２离ｓ．ａ对ＩＩｃ
（）靶材的热学效应进行了模拟，研究表面温度、温度子束的作用功率为常数；３离子束流在整个束斑范围内均匀分布；４表面热源通过固体传热机制（）梯度、温度变化速率等参数的分布与变化规律．向基体内部传递热能；５材料各向同性，（）初始温
随着轰击时间的延长，其温度不面改性热学、力学的模拟方面分别开展了研究工材料表层的熔化，断上升．当停止轰击后，表面温度急剧降低．作．依据国外的研究人员建立在激光辐照基础之本文基于表面改性的目的，利用碳离子加速．器产生的强流脉冲离子束轰击Ｔ６１Ｖ靶材，ｉＡ４建上的传热模型］结合本文采用的碳离子加速

激光与生物组织光热效应的国内研究进展

激光与生物组织光热效应的国内研究进展作者：夏文财来源：《科教导刊·电子版》2017年第09期摘要从上世纪60年代第一台红宝石激光器问世以来，激光与生物组织相互作用的研究就迅速开展起来，并在军事领域和医学领域得到了广泛的应用。

本文简要介绍了激光与生物组织光热效应在国内的发展。

关键词激光生物组织热效应中图分类号：R312 文献标识码：A激光作用于生物组织时产生的各种效应是激光在军事、医学等多个领域应用的基础。

激光辐照生物组织时，由于生物组织在结构上和组成成分上的复杂性以及激光各项参数的变化，将导致其相互作用机理发生改变，激光辐照生物组织产生的各种效应可分为：光化学作用、光热作用、光蚀除、等离子体诱导蚀除以及光致破裂五类。

我国这方面的研究起始于上世纪八十年代，在国际大环境的影响下，众多学者和单位先后进行了该领域的研究，主要有福建师范大学物理与光电信息科技学院的谢树森、李辉教授，华中科技大学生命科学与技术学院院长骆清铭教授，天津大学的范世福、刘迎、徐可欣、李小霞教授，华南师范大学激光生命科学研究所的邢达教授及朱丹博士、刘静博士和他们所在的团队，他们在激光与生物组织作用机理领域进行了大量的工作，为我国的科技进步做出了卓越的贡献。

在组织光学领域取得的成绩主要有：山东大学的魏守水、任晓楠、高迪，南开大学的张春平、许棠等学者-对光能量在生物组织中的传播及分布情况进行了深入研究，并通过蒙特卡罗方法仿真分析了光子在多层组织中的传输过程，得出不同的入射激光参数对组织中光能分布的影响；同时，张春平、许棠采用光纤探测技术对生物组织的光分布进行了测量，进而得出了组织的各项光学参数。

上海交通大学的黄梅珍、丁海峰对光子在皮肤组织中的传输进行了蒙特卡罗模拟，并对皮肤组织的光学特性进行了实验研究。

大连理工大学的丁建华、郝素丽用蒙特卡罗法对多种波长的激光辐照生物组织时，组织内的光能分布进行了模拟，得到了激光波长的变化对光能分布的影响。

强激光辐照光学元件的光热效应探测系统开题报告

年月日
所在专业审查意见：
学科管理部副主任：
年月日
工作者不但测量了植物的新陈代谢情况，而且对人体的皮肤组织以及细菌等进行了光
热研究，或研究其结构，或研究其光化学反应的弛豫过程。这是目前的新发
展趋势之一。
自从70年代近代光声光热学的先驱者A. Rosencwaig等使光热效应广泛应用于物
理、化学及生物医学等方面的研究以来，光热效应的研究逐步引起许多学科门类学者
[2] F B artoi,l L Esterow itz, R A llen, et a.l A genera lized the rm
a lm ode l fo r laser dam age in infrared detectors[J]. J.
App.l Phys. , 1976, 47(10): 2875- 2881.
描电子显微镜和扫描光声显微镜的研究工作，为热波的光声检测技术在我国的应用开
辟了一条新的途径。随着光声技术应用的快速发展，光热检测技术作为一种无损检测
方法己有了应用的结果，在薄膜热物性检测方面，香港理工大学的王聪和以及浙江大学的施柏煊用横向光热偏转方法测试了一些薄膜样品的热扩散率，他们把所得结果与用闪光法得到的结果进行比较，发现两结果很接近，证明了这种方法的可行性。
在对固体材料热扩散深度的检测和垂直于表面裂纹的检测等也已有了检测实例，南京
大学声学研究所的张淑仪院士等也在1984年研究了光束偏转成像方法，在我们实验室
里，1985年起，曾在国家自然基金资助下进行了光热偏转技术应用于固体薄膜光热成
像的研究，并获得了金属铝表面下最深200微米处的缺陷的无损成像检测结果。
毕业设计开题报告
２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

连续激光辐照下的中红外滤光片热效应

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其变化率的主要因素;与２．
０μm 激光辐照相比,
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０６μm 激光辐照中红外滤光片时产生的热效应更为显著.
关键词:连续激光;中红外滤光片;热效应
中图分类号:
TN２４９文献标志码:
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激光辐照效应的研究型物理实验探索

近年来，电子科技大学、北京大学、中国科学技术大学等在推动课题型、研究型教学实践及将科
１主要实验仪器
ＣＯ，激光辐照效应实验的主要仪器设备为ＵＬ — ＣＲ一１００型二氧化碳激光器及其控制部件、计算机、二维电动平移台。ＣＯ：激光波长为１０．６ｍ，激光光斑为ＩＴｌｍ，功率为１００Ｗ。光学抛光石
ｍｅｎｔｓｍａｙｂｅａｃｃｅｐｔｅｄａｓａｓｐｅｃｉａｌｉｚｅｄｅｌｅｃｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｏｆｔｈｅｓｅｎｉｏｒｓ，ａｓｗｅｌｌａｓＣＯＵｓｅｒｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄｄｉｐｌｏｍａｐｒｏ —
第ｌ１卷
第５期
实验科学与技术
ＥｘｐｅｉｍｅｒｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ＿Βιβλιοθήκη ｌ１Ｎｏ．５０ｃｔ．２０１３
２０１３年１０月
激光辐照效应的研究型物理实验探索
ＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｆＲｅｓｅａｒｃｈ－ｏｒｉｅｎｔｅｄＰｈｙｓｉｃｓＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆ
ＬａｓｅｒＩｒｒａｄｉａｔｉｏｎＥｆｆｅｃｔｓ

脉冲激光辐照皮肤组织的热效应数值模拟研究

（．ｅａｔｅｔｆｐｉ＆ＥｅｔｎＥｇｅｒｇＯｄａｃｎｉｅｒｇＣｌｇ，ｈｉｈａｇ５０３Ｃｉａ２Ｓａｅａｏａ１ＤｐｒｎｔｓｍｏＯｃｌｃｏｎｉｅｎ，ｒｎｎｅＥｇｅｎｏｅｅＳｉａｕｎ００，ｈｎ；．ｔｔＫｙＬｂｒ－ｒｎｉｎｉｌｊｚ０ｅ
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第３７卷第１期２
２００７年１２月
激光与红外
ＬＥ＆ＩＲＡＲＡＳＲＮＦＥＤ
Ｖｏ．７，．１１３Ｎｏ２
Ｄｅｅｅ，０７ｃｍｂｒ２０
文章编号：０１５７（０７１ —２９０１０－８２０＂２１５－３０）
ＴＡＮＧＦｎＮＩａ —ｉｎＺａｇ，ＵＹｎｘｏｇｒ，ＨＡＮＧｈＨＵＡＮＧＦｎＣＣｕ，ｅｇ，ＨＥｎ，ＩＮＹａＪＡＮＧＮａｎ，
ＹＡＮＧｉｌｎＹＡＮＧｉｃａ。ｔｅｍａｈｓａｄｌｉｅｔｂｉｈｄＴｅ２Ｄｄｓｂｔｎｏｍｐｒｔｒｓｓｕｉｄｂｕｓｐｌｅｓｒｃ：ｈｈｒｌｐｙｉｌｍｏｅｓｓａｌｅ．ｈ－ｉｔｕｉｆｔｃｓｉｒｏｅｅａｕｅｉｔｄｅｙＧａｓｕｓｓｂａＢｕｒｃｌｍｅｈｄ．ｅｒｌｉｎｈｐｏｈｅｅａｕｅｗｔｒａｉｔｄｔｓｏｔｅ．ｔｉｆｕｄｔａｈｅｍ．ｙｎｍｅａｔｏｔｅａｏｓｉｆｔｅｔｍｐｒｔｒｉｉｒｄａｅｉｉｈｔｈｍｅｉｂｍｎｄＩｓ０ｎｈｔｅｔｈｒｌａｇｆｓｉｔｅａｄｍａｅｏｋｎ—ｔｓｅｉａｉｔｄｂｕｓｓｌｓｒｔｋｓｐａｅｆｔｔｔｅｃｎｅｆｓｒａｅ，ｎｈｅｅａｍｉｕｒｄａｅｙｐｌｅａｅｅｌｃｒｌａｅｔｒｏｕｆｃａｄｔｅｔｍｐｒ－ｓａｉｙｓｈｔｒｅｒａｅｎｔｅｚａｄｒｄａｉｃｉｎＡｎｈｘｍｕｔｍｐｒｔｒｏｓａｐｎｗｈｎｔｅｐｌｅｅｄｄｂｔｕｅｄｃｅｓｓｉｎａｉｌｄｒｔ．ｄｔｅｍａｉｍｅｅａｕｅｄｅｎｔｐｅｅｕｓｎｅ，ｕｈｅｏｈｈａｐｒｄｏｍｅａｔｒｔｅｐｌｅＣｍｐｒｄｔｔｅａｅａａｔｒ，ｎｒｅｓｙａｄｂａｓｅａｅｍｏｅｉｏａｔｅｏｆｉｆｕｓ．ｏａｅｏｏｈｒｓｒｐｒｍｅｅｅｅｇｄｎｉｎｅｍｉｒｒｍｐｒｉｔｅｈｌｓｙｔｚｔｎ．Ｋｅｒｓｌｓｒｐｙｉｓｌｓｒｉａｉｔｎｅｆｃ；ｅｏｕｉｎｃｌｕａｉｎｔｍｐｒｔｒｉｔｂｔｎ；ｋｎｔｓｅｙｗｏｄ：ａｅｈｓｃ；ｅｒｄａｉｆｔｒｓｌｔａｃｔ；ｅｅａｕｅｄｓｒｕｉｓｉ —ｉｕａｏｅｏｌｏｉｏｓ

激光辐照柱壳热应力的数值模拟

ｉｒｄａｅｙｌｓｒｂａｒａｉｔｄｂａｅｅｍ
图２实际计算模型
Ｆｇ１Ｓｈｍａｉｆｃｌｎｒａｈｌｉ．ｃｅｔｏｙｉｄｉｌｓｅｌＦｉ．Ｐａｔｃｏｕｅｄｅｃｃｇ２ｒｃｉａｃｍｐｔｒｍｏｌｌ
激光辐照柱壳热应力的数值模拟
陈亚娟，廖明成，蔺海晓
（南理工大学土木工程学院，河南焦作河４４０）５００
摘
要：推导出激光辐照下三维圆柱壳体材料热应力分布问题的有限元计算公式，热厘力、对热应变问题进行了三
位移函数可表示为
ｕ＝
∑ ，，ｕ），
ｔ１＝
ｖ＝
∑ ，，ｖ。），
１
（，ｍ．１ … ）２
Ｗ＝
∑ ，，ｗ，）
整体坐标与局部坐标的变换可以表示为
收稿日期：２０ — ２１０８０—８
作者简介：陈亚娟（９６）女，１７一，河南开封人，讲师，硕士，要从事力学方面的教学和研究工作：主
ａＴ０３，中为单元温度，角标ＴＴａ００其而
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第２６卷第６期
２００８年６月
河
南
科
学
Ｖｏ．６ Biblioteka Ｎｏ６２．ＨＥＮＡＮＳＣＩＥＮＣＥ
Ｊｎ２０ｕ．０８
文章编号：０４３１（０８０－６４０１０ — ９８２０）６０５ — ４

飞秒脉冲激光辐照FRAM诱发的毁伤效应及热演化

飞秒脉冲激光辐照FRAM诱发的毁伤效应及热演化乔相信;成艺光;唐恩凌;韩雅菲【摘要】空间高能粒子辐照航天器电子器件诱发的毁伤和热演化特征,直接关系到航天器的在轨安全运行和在轨任务的顺利实施.本文利用自行构建的飞秒脉冲激光辐照系统、激光诱发毁伤的数据采集系统、数据读写系统和红外热成像系统,开展了不同激光输出重复频率、不同作用区域下辐照铁电存储器(FRAM)实验,获取激光辐照于铁电存储器被照面的稳态温度场和铁电存储器的暂态失效和永久失效出现时间,并观测了辐射效应对铁电存储器的毁伤效果,经MATLAB软件处理得到了激光辐照铁电存储器不同区域热演化过程的温度场分布.实验结果表明:在激光输出功率近似相同的飞秒脉冲激光辐照条件下,激光脉冲输出重复频率越低,诱发永久性毁伤出现时刻的时间越长,近似呈非线性增长;随着激光输出重复频率的增大,激光对铁电存储器的作用由激光电离存储器介质产生的高能带电粒子对铁电体自发极化的破坏为主,逐步转变为以热辐射与热应力诱发的毁伤;当激光在器件表面产生的最高温度接近存储器最高工作温度时,永久毁伤的出现时间将显著延长.并通过对回归参数的计算和假设检验,给出了回归参数的置信度1-α为95％的条件下激光辐照区域1与区域2的最高辐射温度与激光输出重复频率的拟合关系式.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2019(040)006【总页数】11页(P815-825)【关键词】飞秒脉冲激光;毁伤效应;铁电存储器(FRAM);温度场分布【作者】乔相信;成艺光;唐恩凌;韩雅菲【作者单位】沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳 110159;沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳 110159;沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳 110159;沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳 110159【正文语种】中文【中图分类】O432.1+21 引言目前，空间辐射效应及其衍生问题严重影响航天器的在轨安全运行，单粒子效应(SEE)已成为空间高能粒子辐射下电子设备故障的主要原因，而激光辐射的热效应及其带来的热演化问题是单粒子效应中的关键问题［1-2］。

低增益雪崩探测器的数值仿真与辐照效应研究

低增益雪崩探测器的数值仿真与辐照效应研究
张翔铭;孙世峰;张翱
【期刊名称】《辐射防护》
【年(卷),期】2024(44)3
【摘要】低增益雪崩探测器(LGAD)是新型快速定时探测器,用于克服在重强子辐射下传统硅探测器响应速度慢和抗辐照能力差的问题。

使用计算机辅助设计工具(TCAD),构建LGAD的物理模型,对不同温度、电压下LGAD的漏电流、瞬态信号和增益等的变化进行研究。

引入一种新的“三陷阱体损伤模型”研究LGAD的抗辐照性能,计算不同中子辐照通量对LGAD相关电学参数的影响。

结果表明:LGAD 在低温下工作具有更好的性能;辐照后漏电流增大,暗计数率增加,瞬态收集信号变差,增益降低。

分析认为是辐照所产生的缺陷影响了LGAD的空间有效电荷和内部电场,通过增大电压和降低温度可以降低这一影响。

模拟研究工作得到了不同温度和辐照对探测器性能的影响,对探测器后续的研究和辐照加固设计具有指导意义。

【总页数】10页(P265-274)
【作者】张翔铭;孙世峰;张翱
【作者单位】华北电力大学核科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TL81
【相关文献】
1.氮化镓基雪崩探测器暗电流机制的仿真研究
2.脉冲激光辐照CCD探测器的硬破坏效应数值模拟研究
3.基于相对运动的脉冲激光辐照探测器热效应数值分析
4.单脉冲激光辐照CCD探测器热效应仿真研究
5.用于高粒度时间分辨探测器系统上的低增益雪崩探测器原型的抗辐照性能表征
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空气与水中纳秒–毫秒组合脉冲激光辐照碳化硅效应模拟

空气与水中纳秒–毫秒组合脉冲激光辐照碳化硅效应模拟王敬;王婷婷;赵猛;李腾;蔡红星【期刊名称】《应用物理》【年(卷),期】2024(14)3【摘要】本研究利用COMSOL Multiphysics有限元软件,对纳秒–毫秒组合脉冲激光辐照碳化硅(SiC)的过程进行了数值模拟分析。

通过构建二维轴对称几何模型,并设置相应的材料及激光参数,模拟了激光辐照碳化硅的物理过程,研究了单独的纳秒脉冲和毫秒脉冲以及它们组合的脉冲对碳化硅的影响。

模拟结果表明,纳秒脉冲和毫秒脉冲的能量在时间上的叠加能够显著提高材料的中心点温度。

当毫秒脉冲激光能量设为1000 mJ,纳秒脉冲激光能量设为15 mJ时,单独的脉冲能够使碳化硅的峰值温度接近其熔点(2700 K)。

进一步分析了不同延迟时间条件下组合脉冲对碳化硅中心点温度的影响,发现在∆t = 2 ms时,中心点温度提升最大。

此外,还考虑了水层对于激光辐照效果的影响,发现水层的存在对激光辐照过程的温升效果产生显著影响。

本研究为理解和预测纳秒–毫秒组合脉冲激光辐照碳化硅的效果提供了理论依据,对于探索高性能碳化硅材料在极端条件下的应用有重要意义。

【总页数】16页(P99-114)【作者】王敬;王婷婷;赵猛;李腾;蔡红星【作者单位】长春理工大学物理学院长春【正文语种】中文【中图分类】TQ1【相关文献】1.纳秒至毫秒级脉宽瞬态脉冲模拟光纤传输系统2.金属铝靶在纳秒脉冲激光与连续激光组合辐照下的温度特性研究3.亚皮秒脉冲激光辐照硅薄膜热效应的模拟研究4.纳秒脉冲激光照射皮肤组织热力效应有限元模拟5.毫秒脉冲-连续组合激光辐照铝合金温度场分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

脉冲激光辐照TiO2／SiO2薄膜热效应研究

文章编号：１０ —３２２０）１０２—４０１４２（０７０—０３０
脉冲激光辐照ＴＯ２ＳＯ２ｉ／ｉ薄膜热效应研究
周维军，袁永华，桂元珍，刘海淘
（国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳６１０）中２９０
ｓ一
Ｕｒ
ｒ一
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Ｅｏ一
一一，ｓ一瓦一稿日期：０６０ —５２０ —５２；修订日期：０６１—６２０一０２基金项目：家８３划项目资助课题国６计作者简介：维军（９８）男，习研究员，士，事激光与物质相互作用和光纤通信研究工作ｉｈｕｉ７７１３ｃｒ。周１７一，实硕从ｚｏｘｎ８＠６．ｏｎ
激光辐照材料时，料表面吸收入射激光能量，材引起温度升高，生熔融、化、溅等现象。具体发生哪产气喷种现象与辐照材料的激光波长、激光器工作方式、激光强度、以及材料的热物理特性和实验环境条件密切相关。
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第１卷第１９期２００７年１月
强激光与粒子束
ＨＩＧＨＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳ
Ｖｏ．１Ｎｏ１１９，．
Ｊｎ２０ａ．，０７
（）２Ｆ．Ｔ。ｉｇ。。。。 № ｉｙ。
式中：为综合系数；。为激光强度；为材料折射率；ＫＪａ为材料吸

激光与金属材料相互作用的热效应分析

激光与金属材料相互作用的热效应分析简欣;徐让书;邵长浩;李骏【摘要】激光与金属材料相互作用的热效应是激光束辐照材料后发生的主要物理现象之一.激光加热使材料温度急剧上升,很快达到材料的熔点.通过使用商业CFD 软件FLUENT数值模拟激光辐照金属材料的相互作用,并在一定的假设和边界条件下得到金属材料未熔化之前温度场沿径向和轴向分布情况、气流最高温度的变化和位置的转移、氧化反应和对流换热对热效应的影响.【期刊名称】《沈阳航空航天大学学报》【年(卷),期】2014(031)001【总页数】4页(P33-36)【关键词】激光辐照;金属材料;温度场;数值模拟;热效应【作者】简欣;徐让书;邵长浩;李骏【作者单位】沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院),沈阳110136;沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院),沈阳110136;沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院),沈阳110136;沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院),沈阳110136【正文语种】中文【中图分类】TN241激光辐照金属材料是一个极其复杂的物理与化学变化过程，激光辐照下金属材料表面温度将会快速上升，很快达到材料的熔点。

尹益辉等[1]总结了快速加热下金属力学性能温升率效应研究的有关工作和结果。

袁永华等[2]分析了不同频率激光辐照涂层壳体材料的温升特性。

赫秋龙等[3]考虑了材料的质量热容、热导率、驰豫时间等热力学参数随温度非线性变化因素的影响。

他们都没有研究氧化反应对金属温升以及气流温度的影响。

激光加载下金属材料的温度场以及相变过程取决于壁面的加载条件，在有附面层气流切向吹过靶材表面时，气流流动引起的对流换热以及靶料和空气中氧气发生的氧化反应放出的热量将对靶材内部温度有影响。

氧化反应的放热量由氧化反应热和氧化反应的程度所决定[4]。

本课题主要研究在激光加载下，从激光加载时刻开始，金属靶材就会与表面气流中的氧气发生反应，而且有亚音速气流流过金属表面，对流换热、氧化放热和激光加载的能量综合作用在靶材上影响靶材的温度场和气流的温度。

激光与生物组织光热效应的国外研究进展

激光与生物组织光热效应的国外研究进展作者：夏文财来源：《科教导刊·电子版》2017年第08期摘要激光是一种电磁波，当它传播的频率和生物组织分子的振动频率相等或者相近时，就会增强它的振动，这种分子振动就是产生热的机理，也被称为热振动。

本文简要介绍了激光与生物组织光热效应的发展。

关键词激光生物组织热效应激光作用于生物组织时产生的各种效应是激光在军事、医学等多个领域应用的基础。

激光与生物组织的光热效应首先应用于医学领域，1961年Zaret等人，随后Cambell等人（1963年）相继对使视网膜脱落的激光焊接技术进行研究，并且很快将研究成果应用于临床患者的治疗上，并得到了令人意想不到的惊喜。

目前，激光矫正视力已经在临床上取得了显著疗效。

目前，利用激光对生物组织的光热效应来破坏和治疗肿瘤的一项新技术引起了广大学者的兴趣，该技术可在不对人体造成物理损伤的前提下，破坏肿瘤组织而不对周围正常组织造成任何影响，该技术首先在英国得到了临床应用，并取得了成功。

随着社会的进步和人民生活水平的提高，人们对将激光与皮肤组织的光热效应运用于美容的愿望也越来越迫切，Anderson RR博士在1983年、Cain CL博士在1989年、Bitter PH博士在1995年、Zelickson博士在1999年相继进行了将激光与皮肤组织的光热效应应用于激光美容的理论与实验研究，并提出了选择性光热解理论，成功的将激光除皱、光子嫩肤等技术运用于临床治疗上。

目前，激光与生物组织光热效应的研究主要从两方面展开：一是组织光学，指生物组织中光子的运动规律，不同生物组织对光子运动的影响，它是在光学、生物学、解剖学和生命科学等学科的基础上发展起来的一个新兴学科，该学科从诞生就表现出了强大的生命力。

超短脉冲激光辐照金属薄膜温升效应的模拟研究

在处理超短脉冲辐照金属材料的超急速传热问题时，Ｑｉ等人在量子力学和统计学的基础上，ｕＴＱ对该
问题做了比较准确的描述，出了金属传热的双曲两步热传导模型［。第一步是入射超短脉冲激光对吸收深给６］度内的自由电子进行热激发；二步是热激发电子将能量传递到附近的晶格，第再通过自由电子和晶格二体系内的热传导过程，以及电子一子间的热耦合过程，能量传递到材料的较深区域。单次脉冲结束后，述过程一声将上直持续到自由电子和晶格的温度达到平衡状态为止。１维双温双曲两步热传导模型的非线性方程为
时，加工精度和质量都受到了一定的限制。用脉宽为ｐ及ｆ量级的超短脉冲激光加工金属材料，将突破这ｓｓ则
一
限制。
超短脉冲激光加工的优势主要体现在：冲持续时间极短，脉因热传导作用造成的热效应体积较长脉冲小了很多。当激光的能流密度被调整到等于或刚刚超过材料的烧蚀阈值时，材料的热影响区实际上比聚焦区更小，这就提高了加工过程的可控性和精密性。超短脉冲激光加工时，工表面更为平整和光滑。所以超短脉冲激加光加工技术，在大规模集成电路生产和微机电系统制造中有着广泛的应用［。材料的力学、３］电学和光学性质等
摘要：考虑到材料的质量热容、导率、豫时间等热力学参数随温度非线性变化因素的影响，用具热驰利有人工粘性的、自适应时间步长的前向差分算法。值求解了电子一格双温双曲两步热传导模型，论了厚度数晶讨为５ｍ的金膜在０１ｐ脉冲激光辐照下的温升规律。数值结果表明：膜前表面自由电子的温度在大约０ｎ．ｓ薄０２ｓ达到最大值。同厚度上自由电子达到温度平衡所需的时间大约为１６ｐ。薄膜温度在整个厚度．７ｐ时不．ｓ而上达到平衡所需时间为６ｓ右。由电子温度及其温度梯度引起的热电子崩力很可能是造成材料破坏的一Ｏｐ左

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Ａｂｓｒｔ：Ａｓｔｈｒｂｌｍｈｔｔｅｈｎｌｎａａｉｎｃｍｐｅｅｍｅｒｃｌｓｒｃｕｅａｄｒｐｔｉｕｔａｃｏｔｅｐｏｅｔａｈａｄｉｇｃｐｃｔｏｏｌｘｇｏｔｉａｔｕｔｒｎｅｅｉｏｓｙｔｓａｔｒｎｇｒｙｉｐｏｉｔｅｉｃｔｉａｓｓｏｒｎｈｓｍｕｌｔｏｏｔｒｌｅｆｃｓｆｌｓｒｒａｉｔｏｕｉｇｒｄｔｎｌｓｎｔａｉｉａｆｉｏｅ
ＺＮｉｎｈａ，ＨＵＱｎｂｎＤＵＴｉａ，ＨＡＧＸａｇｕＳｉｇａｇ，ａｉｊｏ
ＷＡＮＧｈｎＹｕｅｇ一．ＣＨＥＮｉｕＺｈｈａ ’
（．ＮＲｗｓＩｓｔｔｏｕｌｒｅｈｏｏｙｉａ１０４ｈｎ；１ｏｈｅｔｎｔｕｅｆｃａｃｎｌ，Ｘ ’ｎ７０２，ＣｉａｉＮｅＴｇ
第２卷第４期１
２１０２年８月
计算机辅助工程
ＣｏｐｔｒＡｉｅｇｎｅｉｇｍｕｅｄｄＥｎｉｅｒｎ
Ｖｏ．Ｎｏ．１２１４
Ａｕｇ．２２０１
文章编号：０６—０７（０２）４０３．４１０８ｌ２１０．０６０
ｅｅｎｔｏｌｍｅｔｍｅｈｄ，ｒｙｔａｉｇＶｎｔｌｍｅｔｓｍｕａｉｎｍｅｈｄｉｍｐｅｎｅｎｔｅｐｒｌｅｏｕｔｇａｒｃｎＳｆｉｅｅｅｎｉｌｔｏｔｏｓｉｌｍｅｔｄｉｈａａｌｌｃｍｐｉｉｎｐｏｒｍＳｗｈｃｓｆｒｓｌｉｇｆｕｄｓｌｄｃｕｌｎｒｂｅｉｍｕｔ－ｈｓｃｌｆｅｄ．ＣｏａｅｔｒｇａＣＦｉｈｉｏｏｖｎｉ－ｏｉｏｐｉｇｐｏｌｍｎ３Ｄｌｉｐｙｉａｌｓｌｉｍｐｒｄｗｉｈ
摘要：对激光辐照热效应模拟中传统的有限元法对复杂几何结构和多次散射光处理能力较差的针
问题，三维多物理场流．在固耦合问题并行计算程序ＣＳ中实现射线追踪一限元模拟方法．传统Ｆ有与有限元法相比，方法在有限元网格划分的基础上，用射线追踪技术将各网格单元所吸收的辐照该采激光能量加入方程求解系统．２１对Ａ２硬铝材料腔体结构件激光辐照热效应的计算表明，方法提该高程序对计算模型几何结构复杂性的适应能力，决多次散射光存在时传统方法难以准确描述辐解照激光能量在求解区域中分布的问题，而有效扩展ＣＳ程序的使用范围．从Ｆ关键词：线追踪；光辐照；热效应；多次散射光；有限元；Ｆ射激ＣＳ
激光辐照热效应混合模拟方法
张相华束庆邦杜太焦，王玉恒，陈志华，，，
（．西北核技术研究所，安１西７０２；．激光与物质相互作用国家重点实验室，西安１０４２７０２）１０４
中图分类号：Ｎ４；Ｂ１．Ｔ２４Ｔ１５１文献标志码：Ｂ
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