为了分析喷流冷却技术对薄片激光器的冷却效果，从湍流换热理论出发，定义了评定喷流冷却换热能力和冷却均匀性的两个参数: 面均对流换热系数和平均最大温差。利用ANSYS CFX流体力学仿真软件，建立喷流冷却的物理模型，对多种喷板结构进行求解计算。设计加工了整套喷流冷却实验装置，并进行了模拟热源喷流冷却实验。分析结果表明，喷流冷却换热能力和冷却均匀性主要受喷板结构参数的影响，仿真计算结果可以定性地指导喷板结构参数的优化设计。
薄片激光器 喷流冷却 对流换热系数 湍流仿真 disk laser jet cooling heat transfer coefficient turbulence simulation 强激光与粒子束
2014, 26(1): 011003
国防科学技术大学 光电科学与工程学院， 长沙 410073
介绍了射流水冷技术并将其应用到高能激光器反射镜的冷却中，设计了射流式水冷镜。采用计算流体力学的方法，利用通用有限元软件ANSYS的流体分析模块FLOTRAN对单孔内射流进行了数值模拟，详细讨论了各孔参数对换热性能的影响，实现了孔参数的优化。结果表明:在水冷镜中采用射流技术可以获得很好的对流换热效果，换热系数可达100 kW/(m2·K)以上，且具有结构简单、可控性强等特点。
激光器 水冷镜 射流水冷技术 对流换热系数 计算流体力学 lasers water cooled mirror jet cooling technology convective heat transfer coefficient computational fluid dynamics
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
将射流水冷技术应用到高能激光器反射镜的冷却中，设计了射流式碳化硅水冷镜。利用通用有限元分析软件ANSYS的流体分析模块FLOTRAN，建立了流体对流换热系数和压力计算的二维模型，在验证模型可靠性的基础上计算了一定参数下的换热系数和压力分布。利用ANSYS中的多物理场分析模块，建立了水冷镜形变计算的三维模型，计算了相应的镜体温度和形变分布,比较了不同材料和不同类型水冷镜的性能。计算结果表明，射流式碳化硅水冷镜可以获得很小的镜面形变，同时具有结构简单、冷却均匀性好、抗压性好等优点，在高能激光器中具有较广阔的应用前景。
激光器 射流式碳化硅水冷镜 射流水冷技术 数值模拟 计算流体力学
