Математическое моделирование основных плазмодинамических характеристик в лазерном факеле вблизи алюминиевой мишени - page 7

при наклонном облучении, термоЭДС в плазме и т.д. При действии на
мишень излучения лазера с плотностью потока
10
8
. . . 10
9
Вт/см
2
пер-
вые два указанных механизма отсутствуют и спонтанное магнитное
поле будет обусловлено термоЭДС. В этом случае основным является
градиентный механизм генерации магнитного поля, когда вихревые
токи в плазме образуются в результате неколлинеарности градиента
электронной концентрации
n
e
и градиента температуры
T
.
Уравнение генерации магнитного поля
B
c учетом источника маг-
нитного поля в лазерной плазме и принципа суперпозиции (в линей-
ном приближении) имеет вид
∂B
∂t
=
rot
V
×
B
c
2
4
π
t
L
2
rot
rot
B
σ
t
B
L
2
ck
en
e
[
n
e
× ∇
T
]
,
где
n
e
— концентрация электронов;
T
— температура плазмы лазерного
факела.
Уравнение переноса излучения представлено в виде системы урав-
нений диффузионного многогруппового приближения [16]:
1
J
(
Jq
)
∂ξ
+
1
J
(
Jq
)
∂η
+
χ
i
cU
i
= 4
χ
i
σ
i
T
4
,
c
3
∂U
i
∂ξ
+
χ
i
q
= 0
,
c
3
∂U
i
∂η
+
χ
i
q
= 0
,
(1)
где
U
i
(
y, z, t
)
— плотность лучистой энергии в
i
-й спектральной груп-
пе;
χ
i
— спектральный коэффициент поглощения.
Система уравнений, описывающих процессы нагрева и испарения
материала поверхности металлической преграды под действием лазер-
ного и теплового излучения из объема плазмы с плотностью
q
z
без уче-
та гидродинамических процессов в конденсированной среде, состоит
из квазиодномерного уравнения теплопроводности в подвижной (свя-
занной с фронтом волны испарения) системе координат с осью
OZ
,
перпендикулярной поверхности, и осью
OY
, параллельной поверх-
ности,
∂T
s
∂t
=
a
м
2
T
s
∂z
2
+
V
0
∂T
s
∂z
с граничными и начальными условиями
k
м
∂T
s
∂z
(0
, r, t
) =
q
z
(0
, r, t
)
L
v
ρ
(0
, r, t
)
v
(0
, r, t
)
,
T
s
(
z
→ ∞
, r, t
) =
T
0
, T
s
(0
, r, t
= 0) =
T
0
и системы уравнений, определяющих кинетику испарения поверхно-
сти конденсированного вещества в рамках модели с кнудсеновским
слоем [17]
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 4 51
1,2,3,4,5,6 8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,...33
Powered by FlippingBook