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df/hf化学激光器关键技术研究状况评析

电光与控制 2007年第6期14卷 106-112页

作者：雷静赖林王振国国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

介绍了燃烧驱动连续波df/hf化学激光器的基本结构和工作原理,通过对国内外1973年以来大量文献进行分类和总结,对化学动力学和喷管混合性能研究等关键技术展开了较详细的综述、分析。特别从理论模型、试验研究和数值模拟等3个方面对各国... 详细信息

介绍了燃烧驱动连续波df/hf化学激光器的基本结构和工作原理,通过对国内外1973年以来大量文献进行分类和总结,对化学动力学和喷管混合性能研究等关键技术展开了较详细的综述、分析。特别从理论模型、试验研究和数值模拟等3个方面对各国喷管混合性能方面的研究状况进行了较全面的归纳总结;指出了国内研究工作的不足之处以及该激光器相关关键技术的进一步发展方向。认为只要攻克这类关键技术,实现该激光器的高效性、紧凑化进而突破其作为战略武器的局限性,则该激光器仍然具有作为高能武器的优势。

关键词： df/hf化学激光器关键技术喷管混合性能综述

用LIIF法测量df/hf化学激光器喷管混合性能的数值分析

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国防科技大学学报 2004年第4期26卷 81-85页

作者：施建华姜宗福袁圣付华卫红国防科技大学理学院湖南长沙410073

激光诱导碘荧光(LIIF)是一种很好的流场测量技术,为了验证该方法测量化学激光器流场混合性能的精度,模拟得到连续波df hf化学激光器的HYLTE喷管冷流场,并计算了用氦碘混合气体作为氧化剂流、用氦气作为燃料流的HYLTE喷管的流场。通过比... 详细信息

激光诱导碘荧光(LIIF)是一种很好的流场测量技术,为了验证该方法测量化学激光器流场混合性能的精度,模拟得到连续波df hf化学激光器的HYLTE喷管冷流场,并计算了用氦碘混合气体作为氧化剂流、用氦气作为燃料流的HYLTE喷管的流场。通过比较前一流场中的氟原子和后一流场中的碘分子的摩尔百分比分布情况得知,当作为氧化剂流的氦碘混合物中碘的质量百分比在54%左右时,用LIIF法测量df hf化学激光器喷管的混合情况具有较高的精度。

关键词： df/hf化学激光器高超音速低温喷管(HYLTE) 摩尔浓度激光诱导碘荧光(LIIF)

连续波df/hf化学激光器收缩段氦气膜注入式新型喷管的理论研究

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中国激光 2009年第2期36卷 362-366页

作者：李兰华卫红袁圣付姜宗福国防科学技术大学光电科学与工程学院定向能技术研究所湖南长沙410073

连续波(CW)df/hf化学激光器喷管中一般有近20%的氟原子复合为氟分子,这是影响激光器抽运效率和激射强度的重要因素。尤其是壁面复合反应对氟原子的损耗占主要地位。通过喷管型面设计等方法减少氟原子的复合效果不共明显。结合航空领域... 详细信息

连续波(CW)df/hf化学激光器喷管中一般有近20%的氟原子复合为氟分子,这是影响激光器抽运效率和激射强度的重要因素。尤其是壁面复合反应对氟原子的损耗占主要地位。通过喷管型面设计等方法减少氟原子的复合效果不共明显。结合航空领域中气膜冷却方案设想通过在喷管收缩段位置处注入氦气层,隔离氟原子气流与喷管壁面,实现降低氟原子损耗的目的,同时保护喷管壁面及喉道部分避免过度烧蚀。数值模拟结果显示此方法可同时实现对喷管壁面的冷却保护和有效提高氟原子的冻结效率。但注入的氦气将占据部分气流通道,影响主气流在喷管中的传输。在主气流属性保持不变的情况下,喷管出口平面(NEP)上氟原子绝对流率将下降。针对引入的不足,提出了几种改进方案。

关键词：激光器 df/hf化学激光器喷管数值模拟氦气膜

连续波df/hf化学激光器喷管中氟原子复合计算

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国防科技大学学报 2008年第6期30卷 43-46页

作者：李兰华卫红袁圣付姜宗福国防科技大学光电科学与工程学院湖南长沙410073

氟原子是连续波df/hf化学激光器泵浦反应的重要参与者,其浓度分布尤其直接影响冷反应型激光器的泵浦效率及激射强度。在参与反应之前,氟原子将受到三体复合和壁面复合因素的影响而部分复合为氟分子。研究该因素对氟原子浓度的影响对激... 详细信息

氟原子是连续波df/hf化学激光器泵浦反应的重要参与者,其浓度分布尤其直接影响冷反应型激光器的泵浦效率及激射强度。在参与反应之前,氟原子将受到三体复合和壁面复合因素的影响而部分复合为氟分子。研究该因素对氟原子浓度的影响对激光器的分析优化是十分重要的。已有一定的实验方法可对其浓度进行测量研究,并建立了理论模型描述。将其与计算流体力学方法相结合对氟原子分布进行计算,研究了该方法的有效性,并对不同收缩段型面下氟原子复合进行了计算研究。

关键词： df/hf化学激光器氟原子壁面复合计算流体力学

CW df/hf化学激光器性能与流场参数的相互关系

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中国激光 2001年第5期28卷 402-406页

作者：袁圣付赵伊君华卫红姜宗福 YUAN Sheng-fu 国防科技大学理学院长沙410073

从增益系数、输出功率、激光效率的基本公式出发 ,得到了CWdf hf化学激光器性能对光腔中F和D2 H2反应区流场参数的依赖关系。利用数值模拟结果对该关系进行了验证。给出了提高CWdf hf化学激光器性能的F和D2 H2 反应区流场参数要求 ,为... 详细信息

从增益系数、输出功率、激光效率的基本公式出发 ,得到了CWdf hf化学激光器性能对光腔中F和D2 H2反应区流场参数的依赖关系。利用数值模拟结果对该关系进行了验证。给出了提高CWdf hf化学激光器性能的F和D2 H2 反应区流场参数要求 ,为CWdf

关键词： CW df/hf化学激光器增益系数流场参数

df/hf激光器新型气膜冷却式喷管的数值模拟和理论设计

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DF/HF激光器新型气膜冷却式喷管的数值模拟和理论设计

作者：高振于国防科学技术大学

学位级别：硕士

提高大功率连续波df/hf激光器的运行可靠性是目前面临的研究课题之一,针对现有大功率连续波df/hf化学激光器增益发生器喷管存在的喉道烧蚀问题,考虑采用在热防护和化学防护方面具有优势的气膜冷却法,实现对喷管壁面及喉部壁面的保护。... 详细信息

提高大功率连续波df/hf激光器的运行可靠性是目前面临的研究课题之一,针对现有大功率连续波df/hf化学激光器增益发生器喷管存在的喉道烧蚀问题,考虑采用在热防护和化学防护方面具有优势的气膜冷却法,实现对喷管壁面及喉部壁面的保护。本文对以节流孔控制气膜流量的气膜冷却式喷管进行建模,并围绕其流场参数分布展开模拟,主要模拟分析了气膜流量的变化和气膜狭缝宽度的变化对喷管流场参数的影响。模拟结果显示,气膜在一定程度上保护了喷管壁面,并且随着气膜流量的增加,壁面处的He含量增高、温度下降、气膜保护效果增强。但因为He气膜的稀释降温作用,气膜流量不能取太大。另一方面,气膜狭缝宽度的改变并没有给流场参量带来大的变化,进行参数设计时合理选取即可。更重要的是,通过分析主气流和气膜之间的相互作用,得到了主气流和气膜的理论喉道宽度与喷管物理喉道宽度之间的经验关系式,这可为新型喷管的喉道参数设计提供参考,也是本文的工作难点。在喷管收缩段的水冷区域,外表面和高温的主气流及低温的气膜直接接触,内部有冷却水通过,温度分布相对复杂。本文针对该区域进行建模,通过模拟分析该区域的温度场分布和水冷却效果。结果表明,冷却水的流速过低会导致其出口水温过高甚至超过沸点。从这一点出发,找出了在模拟设定的参数下对应的合适水流速和水流量,为相关的实验设计提供了方法借鉴和数据参考。最后,在某激光器试验平台的实验数据和设计参数的基础上,结合本文模拟得到的相关结果,对燃烧室喷注器、燃烧室、喷管、点火器、气膜供气通道中的主要结构参数及供气流量参数进行了计算,初步完成了气膜冷却效果验证实验的设计工作。

关键词： df/hf化学激光器增益发生器喷管喉部烧蚀气膜冷却数值模拟