以脉宽为毫秒量级的单脉冲激光逆重力方向对金属的打孔实验为模拟对象，利用ANSYS软件并基于生死单元方法进行了数值仿真。根据靶材受热表面的气化压力反作用于熔融层的力学效应，建立了熔融液体克服表面张力运动的喷溅模型；分别用有限元法和有限差分法对二维轴对称的热传导方程和流体的一维欧拉运动方程进行耦合求解，得到了不同时刻模型的温度场和流场；应用生死单元法使发生喷溅的熔融液体单元在计算中失效，并得到了孔洞内壁和洞口表面的形状，其形貌与文献报道的实验结果相符合。数值结果显示出洞底附近的孔洞内壁具有不规则凹凸，而洞口则呈喇叭状，这是打孔过程中熔融液体在洞底附近的熔融层较薄处发生流动中断和位于洞口两侧的液体间张力作用所致。

运用热应力切割脆性材料的可控断裂激光切割技术,是在切割过程中激光能量诱发的拉应力使材料沿光束移动方向分离来完成切割。材料的分离类似于裂纹的扩展且分离的过程是可控的。基于固体热传导理论,运用有限元方法建立了三维热弹计算模型。通过对脉冲激光扫描切割Al2O3陶瓷板过程中的温度场和应力场的变化情况进行模拟分析,得到了切割过程中温度场和热应力场的分布及随时间的变化规律。分析了激光照射陶瓷板期间,激光作用区域压应力与拉应力之间沿厚度方向的转化规律。进而根据可控断裂激光切割原理分析了陶瓷板裂纹沿脉冲激光扫描方向进行扩展的原因。

为了比较单一常数吸收率模型、固态和液态吸收率分别为常数的组合吸收率模型以及温度相关吸收率模型对于数值结果的影响,分别采用这3种吸收率模型建立了空间轴对称有限元计算模型,模拟了激光加热铝板的过程,对比了不同吸收率模型下的计算结果,讨论了这几种吸收率模型的优劣和适用范围。结果表明,对于固态和液态均明显存在的加热过程,固态和液态阶段分别为不同常数的组合吸收率模型能得到与使用吸收率温度相关模型很相似的结果,而使用单一的常数吸收率模型与之相比则差别较大;对于加热区域为单一物态的加热过程,使用单一常数吸收率模型与使用吸收率温度相关模型的计算结果有一定的差别,但差别不大。