Численное моделирование взаимодействия фемтосекундного лазерного импульса с алюминиевой пленкой, напыленной на стеклянную подложку Вадим Шепелев, ИАП РАН, - презентация

1 Численное моделирование взаимодействия фемтосекундного лазерного импульса с алюминиевой пленкой, напыленной на стеклянную подложку Вадим Шепелев, ИАП РАН, 2010 г. 14 слайдов

2 Постановка задачи Единичный pump-импульс В эксперименте производится измерение положения задней границы пленки probe-импульсом Исследуются процессы в 2T- области, определяемые параметрами и N.A. Inogamov, V.V. Zhakhovskii, S.I. Ashitkov, V.A. Khokhlov, V.V. Shepelev, P.S. Komarov, A.V. Ovchinnikov, D.S. Sitnikov, Yu.V. Petrov, M.B. Agranat, S.I. Anisimov, V. E. Fortov, Laser acoustic probing of two-temperature zone created by femtosecond pulse, Contrib. Plasma Phys. v.50, No. 1 (2010 in press)

3 2T-гидродинамика Одномерные уравнения в переменных Лагранжа Анисимов С.И., Капелиович Б.Л., Перельман Т.Л., ЖЭТФ, 1974, т. 66, вып. 2, Каганов М.И., Лифшиц И.М., Танатаров Л.В., ЖЭТФ, 1956, т.31, вып. 2(8), Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В., Действие излучения большой мощности на металлы, М. 1970

4 2T-теплопроводность (1) Широкодиапазонная частота столкновений Частоты ee- и ei-столкновений Н.А. Иногамов, Ю.В. Петров, Теплопроводность металлов с горячими электронами, ЖЭТФ, т. 137, вып. 2 (2010) (в печати)

5 2T-теплопроводность (2) Коэффициент 2T-теплопроводности в сравнении с аппроксимацией

6 Электронно-ионная релаксация Коэффициент передачи энергии между электронами и ионами Z. Lin, L. Zhigilei, V. Celli, Phys. Rev. B 77 (2008)

7 Уравнение состояния Ионная подсистема: широкодиапазонное многофазное полуэмпирическое уравнение состояния А.В. Бушман, И.В. Ломоносов, В.Е. Фортов, Уравнения состояния металлов при высоких плотностях энергии (Черноголовка 1992) Электронная подсистема: уравнение состояния Ферми- газа

8 Вычислительный метод Метод расщепления по физическим процессам (2T-гидродинамика – электронная теплопроводность – электронно-ионный обмен) Полностью консервативная конечно-разностная схема Самарского Параметры

9 Результаты (1) Релаксация 2T-слоя: профили температур

10 Результаты (2) Релаксация 2T-слоя, «loading»: профили давлений f – массовая доля твердой фазы

11 Результаты (3) «Сверхзвуковая» плавка: левый и правый фронты

12 Результаты (4) Распространение ударных волн: профили давления

13 Результаты (6) Движение правой границы i – трудноразрешаемая начальная область; ii – область быстрого роста скорости; iii – максимум скорости; iv – разрежение; v – плато (долгое и сильное расширение расплавленного алюминия).

14 Спасибо!