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激光介质温度场及应力场的流固耦合数值模拟

张威  俞路  刘易航  潘娜娜  贾春燕  刘万发  桑凤亭  潘艳秋  
【摘要】:激光介质的热效应会导致固体激光器在工作过程中产生像差,造成激光光束质量下降,严重影响了固体激光器的发展与应用。以一种固体激光器用微通道双面冷却系统为研究对象,建立其三维物理模型,采用流固耦合方法模拟冷却系统的流场、温度场及介质应力场,并考察了流动雷诺数与Nd…YAG晶体薄片内部热流量对薄片热变形的影响。结果表明,冷却系统内流场对薄片温度场及应力场的影响不可忽略;薄片的最大Von Mises等效应力出现在边缘位置,且随着雷诺数的增大而减小;薄片的热变形因流动状态的变化而存在不同的分布形式;热流量只对薄片热变形的程度有影响,热流量越大,薄片的热变形越大。

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