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基于有限体积法的超短脉冲激光瞬态辐射研究

作　者: 王大林
导　师: 阮立明
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 动力工程及工程热物理
关键词: 瞬态辐射有限体积法计算效率超短脉冲激光参与性介质
分类号: TK124
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着超短脉冲激光技术的快速发展,吸收散射性介质内的瞬态辐射传输问题引起了广泛的关注。由于瞬态辐射传输可以提供稳态辐射所不具备的随时间变化的信号,因此为辐射反问题研究提供了新的求解思路,本文拟建立瞬态辐射传输计算模型,分析瞬态信号的时间特征。有限体积法计算效率高,空间方向离散灵活,保证微元立体角、微元控制体内辐射能量守恒,物理意义明确,计算精度较高。本文建立了多维瞬态辐射传输有限体积法数值模型,模拟了超短脉冲激光局部入射条件下,介质内的瞬态辐射传输。重点考察了有限体积方法与有限元方法的计算效率,结果表明,在相近的计算精度下,本文有限体积法模型的计算效率要远高于原有的有限元法模型。将入射激光脉冲在介质内引起的辐射传输分为两部分:平行辐射和漫射辐射,模拟在短脉冲激光入射条件下均匀及两层、三层非均匀一维介质内的瞬态辐射传递,分析了介质物性分布对时域反射和透射信号的影响规律,考察了不同激光入射角度引起的辐射信号变化,解释了随着散射系数的增大,出现透射信号和反射信号峰值现象的原因。详细分析了短脉冲入射条件下,二维非均匀介质中散射核大小及两个散射核的位置关系对辐射信号的影响规律,并将计算模型拓展到三维问题。

基于有限体积法的超短脉冲激光瞬态辐射研究

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