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耦合系数对激光辐照金属材料温度场的影响
  • ISSN号:1001-5078
  • 期刊名称:激光与红外
  • 时间:0
  • 页码:252-258
  • 分类:TN241[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]江苏大学理学院,江苏镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.10972092); 江苏省高校自然科学基础研究面上项目(No.07KJB140019)资助
  • 相关项目:基于分子发光原理的光弹性涂层测量方法
中文摘要:

为研究耦合系数随温度变化对短脉冲激光辐照金属材料产生的温度场分布的影响,基于双温耦合理论,建立了短脉冲激光辐照金属材料金加热过程的有限元求解模型。在同时考虑脉冲激光的空间、时间分布和多参数同时随温度变化的情况下,计算得到了短脉冲激光辐照金属材料金激励产生的温度场瞬态分布,比较了耦合系数随温度变化和不随温度变化两种情况下温度场的区别,并进一步得到了两种情况下激光辐照金属材料金后辐照区域附近晶格的轴向分布和径向分布。数值结果表明:随温度变化的耦合系数不仅影响电子和晶格温度的上升快慢和最大值,而且影响着温度场的空间分布。该研究为飞秒激光辐照金属激励产生应力场、超声波声场等的进一步研究提供了理论基础。

英文摘要:

Based on the two-temperature theory,a numerical model to solve the heating process at surface vicinity irradiated by ultrashort pulse laser is established to investigate the influence of temperature-dependent coupling of material on temperature field in metal Au irradiated by ultrashort pulse laser.Taking account of the temperature-dependent properties of material and the spatial and temporal shape of the laser pulse,the transient temperature fields by ultrashort pulse laser in metal(Au)is numerical simulated by the finite element method(FEM).The difference of temperature fields from considering and neglecting the temperature-dependent coupling of material is compared,and the lattice temperature distribution in the vicinity of laser-irradiated region at different depths and at different radial distances are obtained.The numerical results indicate that the temperature-dependent coupling affects not only the electron and lattice temperature rising speed and temperature maximum but also the spatial distribution of temperature field.This study establishes a theory basis for stress field and ultrasound field in metal generated by femtosecond laser.

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期刊信息
  • 《激光与红外》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国信息产业部
  • 主办单位:华北光电技术研究所
  • 主编:周寿桓
  • 地址:北京市朝阳区三仙桥路4号11所院内
  • 邮编:100015
  • 邮箱:jgyhw@ncrieo.com.cn
  • 电话:010-84321137 84321138
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-5078
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2436/TN
  • 邮发代号:2-312
  • 获奖情况:
  • 无线电子学、电信技术核心期刊,1991年首届全国优秀国防科技期刊二等奖,1991年全国光学期刊二等奖,2007-2008年,获工业和信息化部“电子科技期刊学...,2009-2010年获工业和信息化部“优秀期刊奖”
  • 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,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:11856