Как видно из распределений, показанных на рис. 7,
в
, в этом ва-
рианте расчетов большое влияние оказывает давление
P
∞
в невозму-
щенной газовой среде.
Снижение давления в окружающей среде до уровня
P
∞
= 0
,
1
атм
приводит к значительному увеличению скорости движения контакт-
ной границы в направлении оси
Z
(
v
≈
30
км/с для
P
∞
= 0
,
1
атм),
увеличению значений термодинамических параметров (
T
УB
≈
40
кK)
за УВ (т.е. к усилению УВ) и формированию эллиптической формы
плазменного образования.
Как показали выполненные расчеты, в импульсных струях плазмы,
создаваемой импульсным воздействием лазерного излучения на пло-
скую металлическую преграду в газовой среде, на границе лазерной
струи и невозмущенного газа (в отличие от плазменных струй, созда-
ваемых стационарным источником плазмы) отсутствует тороидальная
по форме вихревая структура.
Однако в целом характер течения в приосевой области соответству-
ет натеканию струи плазмы на деформируемую газовую преграду: в
этой области наблюдается структура, состоящая из двух ударных волн,
разделенных контактной границей.
На рис. 7 приведены линии уровня магнитного давления
P
м
. Из
распределений, показанных на этом рисунке, следует, что максималь-
ное значение спонтанного магнитного поля наблюдается между кон-
тактной границей и ударной волной в области значительных гради-
ентов температуры и плотности. В заключение отметим, что значе-
ния импульса отдачи
I
mp
максимальны на начальной стадии расшире-
ния, больше аналогичных значений, полученных в предыдущей группе
расчетов, и для данных вариантов составляют:
I
mp
≈
68
Н/МВт для
P
∞
= 1
атм;
I
mp
≈
113
Н/МВт для
P
∞
= 0
,
1
атм.
Заключение.
Разработана математическая модель приповерхност-
ного лазерного факела, основанная на уравнениях радиационной плаз-
модинамики, записанных в произвольных криволинейных координа-
тах. Численно исследованы радиационные и газодинамические про-
цессы, возникающие в приповерхностной лазерной плазме при воз-
действии на металлическую мишень излучения СО
2
-лазера. Проведе-
ны расчеты всех основных газодинамических и излучательных пара-
метров лазерного факела и металлической преграды. Выполнен пред-
варительный анализ закономерностей образования и разлета плазмен-
ного образования. Отмечено, что функциональная зависимость от вре-
мени магнитного давления
Р
м
(
t
)
, создаваемого спонтанными магнит-
ными полями, имеет несколько максимумов.
Работа выполнена в рамках программы фундаментальных иссле-
дований ОЭММПУ РАН и гранта РФФИ № 07-01-00133.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 4 75
