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激光内通道传输的气体热效应研究     在线阅读 整本下载 分章下载 分页下载 本系统暂不支持迅雷或FlashGet等下载工具
【英文题名】 Study on the Thermal Blooming of Beam Propagation in the Inner Channel
【作者】 孙运强;
【导师】 陆启生; 陈洪斌;
【学位授予单位】 国防科学技术大学;
【学科专业名称】 光学工程
【学位年度】 2011
【论文级别】 博士
【网络出版投稿人】 国防科学技术大学
【网络出版投稿时间】 2011-12-29
【关键词】 大气光学; 气体热效应; 纳维-斯托克斯方程; 自定义函数;
【英文关键词】 Atmospheric optics; Thermal blooming effects; Navier-Stokes equations; User-defined functions;
【中文摘要】 激光在内通道中传输时,通道内的气体会吸收激光能量,引起气体温度的起伏进而导致气体折射率的变化,形成气体热效应。激光在远距离传输过程中,气体热效应会降低激光到达远场时的能量集中度。因此,国内外对激光系统内通道中气体热效应的研究都非常重视。 本文在已有关于气体热效应的研究基础上,采用简化的理论分析模型,对内外通道中的气体热效应进行了研究。对于外传输通道,研究了信标自适应校正所引入的聚焦非等晕误差和角度非等晕误差对激光远距离传输的影响。对于内传输通道,在有管道轴向流存在的情况下,理论上建立了内通道气体热效应的缩比定标规律,确定了描述内通道气体热效应的能量定标参数N_E = n_TαPLR~2/ρC_pεπR_0~2和几何定标参数N_G= vR~2/εL。同时,分析了管道半径与中空光束外半径之比对气体热效应的影响。 运用现有流体力学计算软件FLUENT提供的用户自定义子程序功能,本文建立起一套较为完整的光场与流场耦合相互作用数值仿真平台。仿真模型中,利用自编程序对通道内的光传输方程进行求解;对离散流场控制方程,则采用现有的计算流体力学软件FLUENT进行求解,通过用户自定义子程序功能完成光场与流场之间...
【英文摘要】 As a laser beam propagates through a pipe in which the air would absorbe some energy of the laser beam, the absorbed laser energy heats the air and form a distributed thermal blooming effects along the heated air path. As it can limit the maximum power that can be efficiently transmitted through the air, thermal blooming is one of the most serious problems encountered in the propagation of laser. Many theoretical and experimental works have been concerned with it. In this paper, based on the available r...
【更新日期】 2012-01-16

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