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基于热-流-固多物理场耦合的薄片激光器温度场研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:O436[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]四川大学电子信息学院,四川成都610065, [2]中国工程物理研究院,四川绵阳621900, [3]华北光电技术研究所,北京100015
  • 相关基金:国家自然科学基金(60890200);四川大学青年教师科研启动基金(2011SCU11068)
中文摘要:

基于热-流-固多物理场耦合模型,仿真分析了高功率大口径薄片激光器冷却和抽运过程中的流动、对流扩散和热传导过程,对冷却液流场分布和工作物质温度场分布进行了分析,研究了抽运功率、冷却液流速对激光工作物质温度场分布的影响。仿真结果表明:冷却液流动、热传导和对流扩散引起冷却液温度在流动方向上逐渐升高,激光工作物质的温度在冷却液流动方向呈非对称分布,对称轴上的最高温度点在冷却液流动方向偏离激光工作物质轴心。激光工作物质在冷却液流动方向的对称轴的入口段与出口段的温差随抽运功率呈线性变化,随冷却液流速呈非线性变化。实验测量结果与模拟结果相一致。

英文摘要:

Based on the heat-fluid-solid multiphysics coupling method, the fluid flow, convective diffusion and thermal conduction, which occur in the pumping and cooling processes of high power disk-type laser, are simulated and analyzed. Influences of pumping power and fluid flowing velocity on the temperature distribution of disk gain medium are studied. Simulation results reveal that the temperature of cooling fluid gradually increases in the fluid flowing direction under the interaction of flowing, heat conduction and convective diffusion. Temperature distribution of the laser gain medium is asymmetrical in the direction of fluid flowing direction. The highest temperature position on the flowing direction is shifted from the axis of gain medium. A linear variation of temperature differences on the flowing direction of gain medium between the inlet and outlet is showed with the pump power increasing. A nonlinear variation of temperature difference on the flowing direction of gain medium between the inlet and outlet is showed with the fluid flowing velocity increaseing. Experimental results are in agreement with the simulation results.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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,美国剑桥科学文摘,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849