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斜抽运无机液体激光器的流场热分布
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:物理学报
  • 时间:0
  • 页码:7027-7035
  • 分类:TN248[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]四川大学电子信息学院,成都610064, [2]四川大学建筑与环境学院,成都610064, [3]中国工程物理研究院应用电子学研究所,绵阳621900, [4]西华大学物理与化学学院,成都610039
  • 相关基金:国家自然科学基金重大项目(批准号:60890203) 国家自然科学基金(批准号:10976017);国家自然科学基金委员会与中国工程物理研究院联合基金(批准号:10676023)资助的课题
  • 相关项目:高功率全固态激光相关基础科学问题研究
中文摘要:

激光二极管斜抽运的多增益段串接的液体激光器能够明显地提高激光光束质量、获得较高的输出功率.针对斜抽运子增益段工作时所涉及的流动、传热和壁面耦合,建立了计算子增益段流场热分布的流-热-固耦合模型,应用有限单元法完成了其瞬态流场热分布的数值模拟.该方法排除了不精确的换热系数对计算结果的影响,使得换热系数不再是计算的先决条件,而只是计算结果之一;并且为评价流道形状、流速、吸收系数等因素对流场热的影响,以及进一步改进和控制液体激光介质的流场热分布,提供了可靠的分析方法.数值模拟研究表明:换热系数是空间位置的函数;流动传热效果随流速的增大而减小;激光介质流动时,温度分布与温度梯度分布具有相似性,与换热系数分布具有一定的互补性,且最大温度和温度梯度出现在下游流动介质的尖锐角落处。

英文摘要:

The multi-segment liquid laser system connected in series and obliquely pumped by LD can have significantly improved laser beam quality and higher output power.A flow-heat-solid interaction model for calculating the temperature distribution in the sub-gain section is established,which is focused on the flow,heat transfer and coupling in sub-gain section.We performed the numerical simulation of transient flow-field-heat distribution by way of the finite element method.The method proposed precludes the influence of the inaccurate film coefficient on the calculation results,the film coefficient is no longer a prerequisite,but a result of the calculation.Our method provides a new effective way to assess and control the flow-field-heat distribution which is affected by the flow channel shape,flow rate,absorption coefficient and other factors.Numerical results show that the film coefficient is a function of spatial location.Flow and heat transfer effieciency decreases with increasing velocity.When the laser medium is flowing,the temperature distribution and temperature gradient distribution are similar and are complementary to the film coefficient distribution,the maximum temperature and temperature gradient appears in the sharp corner downstream the flow.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876