激光冲击强化过程中蒸气等离子体压力计算的耦合模型

吴先前; 段祝平; 黄晨光; 宋宏伟

doi:10.11883/1001-1455(2012)01-0001-07

激光冲击强化过程中蒸气等离子体压力计算的耦合模型

doi: 10.11883/1001-1455(2012)01-0001-07

1.
中国科学院力学研究所水动力学与海洋工程重点实验室,北京100190

基金项目:

国家自然科学基金项目(10972228,11002150,91016025)

中国科学院科研装备研制项目(YZ200930)

详细信息

通讯作者:
黄晨光

计量
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出版历程
- 刊出日期: 2012-01-25

Acouplingmodelforcomputingplasmapressure inducedbylasershockpeening

1.
KeyLaboratoryforHydrodynamicsandOceanEngineering,Instituteof Mechanics,

Funds:

NationalNaturalScienceFoundationofChina(10972228,11002150,91016025)

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Corresponding author: HUANG Chen-guang

摘要

摘要: 首先基于系统能量守恒条件,提出了一种计算蒸气等离子体压力的一维耦合计算模型。模型中不仅考虑了蒸气等离子体界面压力与质点速度的非线性效应,同时也考虑了界面烧蚀所致的运动速度,将蒸气等离子体的膨胀与约束介质的变形耦合。在耦合模型的基础上,采用显式差分计算程序与显式有限元计算程序LS-DYNA互相迭代求解的方法,对不同激光功率密度分布下的蒸气等离子体压力进行了计算。结果表明,计算结果与实验测量结果具有很好的一致性,证明了计算模型的合理性。
- 流体力学 /
- 蒸气等离子体压力 /
- 耦合计算模型 /
- 激光冲击强化 /
- 质点速度 /
- 界面烧蚀中
Abstract: Pressureprofileofplasmaisoneofthemostimportantfactorsfortheeffectsoflasershock peening.Inthepresentresearch,aone-dimensionalcouplingmodelforcomputingplasmapressureis establishedbasedonenergyconservationconditioninthesystem,inwhichtheinterfacevaporization velocityandthenonlinearrelationshipbetweentheshockpressureandthesurfaceparticlevelocityare considered.Then,theexplicitdifferenceprogramandtheLS-DYNApackageareusedtocalculatethe plasmapressurefordifferentlaserpowerdensitywithgiventime-historyprofile.Thesimulationresultsshowagoodagreementwiththeexperimentalresults, whichindicatestheconsistencyoftheanalyticalmodel. Therefore,aneffectivemethodisprovidedtopredicttheplasmapressureinducedby lasershockpeening.
- fluidmechanics /
- pressureprofileofplasma /
- couplinganalyticalmodel /
- lasershockpeening /
- particlevelocity /
- interfacevaporizationvelocity