Дипломная работа Моделирование влияния симметризующего лазерного предимпульса на неоднородность абляционного давления в мишени Научные руководители: д.ф.-м.н., - презентация

1 Дипломная работа Моделирование влияния симметризующего лазерного предимпульса на неоднородность абляционного давления в мишени Научные руководители: д.ф.-м.н., профессор ТИШКИН В.Ф. д.ф.-м.н., профессор ЛЕБО И.Г.

2 Физическая постановка задачи Рис.1. Характерная структура неоднородного облучения мишени, измеренная на установке «ПИКО». Размер минимальных всплесков интенсивности на поверхности мишени составляет 5 – 10 мкм. Превышение освещенности в пиках превышало среднюю освещенность по пучку до 10 раз.

3 Рис.2. Экспериментальная зависимость отношения энергии прошедшего через фольгу излучения (Ep) к энергии падающего на мишень излучения (Ei) от падающей энергии для эксперимента без предимпульса («точки» прямоугольной формы) и предимпульсом («точки» эллиптической формы). Размеры «точек» отражают точность калориметрических измерений. Энергия падающего на мишень излучения варьировалась в пределах Ei (10 –30) Дж, энергия предимпульса составляла 0.1 Ei (1 –3)Дж, предимпульс опережал основной импульс на время =1,5 нс. Доля отраженного в апертуру линзы излучения составила величину (1–2)%. В качестве мишени использовались AL фольги толщиной 3 мкм.

4 Описание программы «NUTCY» q r = - gradT Электронная теплопроводность - коэффициент электронной теплопроводности q L (r,z,t) - интенсивность лазерного излучения. las – коэффициент поглощения излучения коэффициент электронной теплопроводности в форме Спитцера-Брагинского = 0 T2.5

5 Модификация программы Задание неравномерной сетки Создание контрольных точек. В указанные заранее временные моменты программа создает дополнительный файл, в который записывает информацию по каждой точке, необходимую для продолжения вычисления на следующем временном шаге. При запуске задается флаг, указывающей с какого момента вести счет. Nx, Nz, TOTIME, TI, GAM, Xmin, Xmax, Zmin, Zmax, ((R(i,k),i=1,Nx),k=1,Nz), ((E(i,k),i=1,Nx),k=1,Nz), ((U(i,k),i=1,Nx),k=1,Nz), ((W(i,k),i=1,Nx),k=1,Nz), ((C(i,k),i=1,Nx),k=1,Nz)

6 Расчеты. Q 2 = Вт/см2 r=5мкм Q 1 = Вт/см2 R=300мкм Δt=0 нс, отношение мощностей n = Q2/Q1= 36 Q 2 = Вт/см2 r=5мкм Q 1 = Вт/см2 R=300мкм Δt=1 нс, отношение мощностей n = Q2/Q1= 36

7 Q 2 = Вт/см2 r=5мкм Q 1 = Вт/см2 R=300 мкм отношение мощностей n = 250 Δt=1.5нс Δt=0.5нс Δt=3нс

8 эффект «затекания» Q 2 = Вт/см2 r=5 мкм Q 1 = Вт/см2 R=100мкм Δt = 0 нс, R=100мкм, отношение мощностей n = 90

9 Q 2 = Вт/см2 r=5 мкм Q 1 = Вт/см2 R=300мкм Δt = 0 нс, отношение мощностей n= 90 Q 2 = Вт/см2 r=5 мкм Q 1 = Вт/см2 R=600мкм Δt = 0 нс, отношение мощностей n = 90

10 Возможности модифицирования «конденсированное вещество - газ» ρ0, n, c0 – дополнительные физические параметры для описания среды

11 Основные результаты выполнено модифицирование существующей программы NUTCY проведен ряд вычислительных экспериментов в ходе расчетов установлена требуемая интенсивность предимпульса, оптимальное время опережения и ряд других параметров, существенных для экспериментаторов На основании проведенных расчетов можно сделать следующий вывод. Лазерные импульсы со средней интенсивностью в точки фокусировки Q ~ Вт/см2, содержащие структуры с поперечными размерами «спеклов» ~ мкм удается симметризовать за счет влияния предимпульса, опережающего основной импульс на нс, при этом средняя интенсивность предимпульса может быть на порядок-два меньше, чем у основного греющего импульса. Полученные результаты представлены в статье «Исследование симметризующего воздействия лазерного предимпульса на неоднородность нагрева тонких фольг.» А.О.Илясов, И.Г.Лебо, Ю.А.Михайлов, В.Б.Розанов, Г.В.Склизков, А.Н.Стародуб, В.Ф.Тишкин.