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强激光物理与技术
气流对飞秒激光加工炸药装药过程的热安全性影响分析
伍俊英
郑富德
姚雨乐
刘嘉锡
陈朗
作者单位
摘要
北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081
由于炸药具有热传导系数小、对温度极其敏感的特点,在使用多脉冲飞秒激光对其进行持续加工时,极有可能在炸药内形成热累积,从而导致点火、燃烧等危险事件的发生。为了降低激光加工材料过程中的热效应,人们普遍采取在材料加工表面施加气流的方法。为了研究加载气流条件下,炸药装药在飞秒激光作用下产生的烧蚀产物的运动规律以及炸药装药内部的温度变化,建立了加载气流条件下飞秒激光加工炸药装药过程的二维流固耦合计算模型,对在单侧、双侧不同入射角度的亚音速气流作用下,飞秒激光加工奥克托今(HMX)炸药装药的过程进行了数值模拟计算。计算结果表明:单侧气流会在炸药加工表面形成漩涡流,导致烧蚀气体产物在炸药表面做旋转运动,加重了烧蚀产物对炸药的热影响;双侧气流会在远离炸药加工表面的地方形成较大的漩涡流,从而使烧蚀气体产物迅速离开炸药加工表面,有效降低了炸药的温度,提高了飞秒激光加工炸药装药过程的安全性。
飞秒激光
炸药
数值模拟
气流
热安全性
femtosecond laser
explosive
numerical simulation
airflow
thermal safety
PDF全文
Full Text
强激光与粒子束
2024, 36(1): 011003
强激光物理与技术
单脉冲飞秒激光烧蚀炸药过程的热效应研究
刘嘉锡
伍俊英
*
杨利军
李姚江
[ ... ]
陈朗
作者单位
摘要
北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081
飞秒激光能够在极短时间内烧蚀炸药产生高温高压等离子体。可以利用飞秒激光对含能材料或含能元器件进行精密加工。深入认识飞秒激光烧蚀炸药过程中,炸药内部的热效应是发展飞秒激光加工炸药技术的基础。建立了单脉冲飞秒激光烧蚀炸药过程的流固耦合计算模型,考虑了在高温高压等离子体和炸药自热反应的共同作用下,炸药内部的热效应。对飞秒激光烧蚀TNT炸药过程进行了流体力学数值模拟。计算结果表明:TNT炸药中未烧蚀区域产生了热效应,峰值温度高于TNT炸药的点火温度,但由于炸药内热效应区域极小,高温持续时间极短,因此炸药内温度迅速下降,没有发生点火现象。
飞秒激光
激光烧蚀
等离子体
炸药
数值模拟
femtosecond laser
laser ablation
plasma
explosive
numerical simulation
PDF全文
Full Text
强激光与粒子束
2020, 32(7): 071007
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