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 
强激光与粒子束
2024, 36(1): 011003
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 
强激光与粒子束
2020, 32(7): 071007
作者单位
摘要
1 中国人民解放军防化学院, 北京 102205
2 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室, 北京 100081
在强激光与水介质作用过程中,等离子体和冲击波的形成机理是人们关心的主要问题之一。采用双脉冲激光纹影摄影法,获得了强激光作用时水中的冲击波流场图形,建立了激光与水作用两相流计算模型,建模时考虑了激光吸收,水体汽化、等离子体形成和膨胀等过程。对强激光作用水体形成冲击波的过程进行了数值模拟计算,获得了与实验相符的计算结果。进一步分析了激光诱导等离子体冲击波的传播特性,并与经典理论模型结果进行了比较。研究结果表明,在激光作用下,水中等离子体快速膨胀形成的冲击波传播初始速度高达上千米每秒,压力约为十几吉帕,随后冲击波的速度和压力迅速衰减,1 μs后衰减到声波速度。
激光技术 冲击波 数值模拟  
中国激光
2015, 42(9): 0902001
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
进行了强激光作用铝靶实验, 采用纹影照相法, 观察爆轰波流场演化过程, 分析了爆轰波衰减规律。根据冲击波运动的自相似性, 采用点爆炸模型描述了激光作用下爆轰波流场的演化, 计算了波阵面速度、压力和温度。结果显示: 爆轰波阵面沿迎着激光光源方向较快传播, 波阵面形状由最初的半椭球形逐渐向半球形转变, 在演化过程中扰动区结构复杂, 存在多个密度间断层。在爆轰波开始传播阶段, 波阵面的压力和温度较高但下降很快。
爆轰波 纹影照相法 点爆炸 流场演化 detonation wave schlieren photography technique point explosion flow field evolution 
强激光与粒子束
2013, 25(4): 807
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
在激光驱动飞片研究中, 飞片的加速特征是需要认识的关键问题之一。设计了强激光作用金属膜驱动飞片实验, 采用聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜测量了飞片到达不同距离的时间, 计算得到飞片速度和加速度, 分析激光能量对飞片加速性能的影响。基于Gurney能理论, 建立了激光驱动飞片速度的计算模型, 根据实验结果获得了激光能量损失系数和有效吸收系数, 分析了激光能量和膜体厚度对飞片速度的影响。实验结果表明:不同激光能量下飞片的加速特征基本相似, 激光能量变化对飞片的加速时间影响较小;激光能量较大的情况下, 膜体厚度对飞片最大速度、能量耦合系数的影响更显著;当膜体超过一定厚度时, 能量耦合系数不再增加。
激光驱动 等离子体 飞片 速度测量 laser-drive plasma flyer velocity measurement 
强激光与粒子束
2012, 24(11): 2531
作者单位
摘要
1 郑州轻工业学院技术物理系
2 北京理工大学材料科学研究中心
3 北京理工大学机电工程学院
从理论、实验、数值计算等几个方面分析了激光对含能材料的热作用机理与特性 ,研究了含能材料激光点火的临界值与激光功率密度、环境温度等因素间的关系 ,并与激光对含能材料的光化学作用及光化学点火机理做了比较。与热点火相比 ,光化学点火对激光波长有较强的选择性 ,光化学点火的临界功率与临界能量较小
激光点火 含能材料 热作用 光化学作用 临界值 Laser Ignition Energetic Materials Thermal Effect Photochemical Effect Critical Value 
应用激光
2004, 24(1): 27
作者单位
摘要
1 郑州轻工业学院,应用物理系,河南,郑州,450002
2 北京理工大学,机电工程学院,北京,100081
通过理论分析、实验和数值计算研究了激光二极管点火的热作用机理,分析了点火的临界值及影响因素.一般情况下,含能材料的激光二极管点火机理主要表现为热作用;激光功率密度是影响点火的重要因素.
激光二极管 点火 含能材料 机理 临界值 Laser diode Ignition Energetic material Mechanism Critical value 
红外与激光工程
2003, 32(2): 141

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