张家雷
- 作品数：17 被引量：48H指数：4
- 供职机构：中国工程物理研究院流体物理研究所更多>>
- 发文基金：中国工程物理研究院科学技术发展基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学航空宇航科学技术一般工业技术更多>>
- 气流与激光联合作用铝合金板热响应研究
- 2024年
- 为了获得激光加工等应用中气流环境激光辐照材料的热响应特性和熔穿规律,采用面热源近似和不定常热传导分析方法构建了包括热传导、对流换热、熔化烧蚀等主要机制的物理模型,并通过实验校核后进行了气流环境激光辐照铝合金热学响应定量评估,获得气流环境不同激光功率密度下铝合金靶板温升和烧蚀熔穿规律。结果表明,相同靶参数下,熔穿时间随着激光功率密度增加而急剧减小,并且熔穿时间变化规律与热平衡积分方法气化烧蚀模型结果一致;不同条件下熔穿时间显示,在激光功率密度较小(500 W/cm^(2)附近)时,气流引起对流换热因素对激光烧蚀熔穿影响较大,而在激光功率密度较高(1500 W/cm^(2)以上)时,气流引起对流换热因素对激光烧蚀熔穿影响较小。建立的气流条件下激光辐照热响应模型与实际物理过程更接近,计算获得的熔穿规律为激光辐照模型合理简化提供了定量的参考依据。
- 陶彦辉张家雷张旭平
- 关键词：激光技术激光辐照激光烧蚀
- 基于微波电离的介质膜层表面污染清除系统及其清除方法
- 本发明公开了一种基于微波电离的介质膜层表面污染清除系统及其清除方法，包括样品仓，所述样品仓外部设置有微波源、真空机构、气体流量控制系统、氧气源和惰性气体气源，氧气源和惰性气体气源均与气体流量控制系统连接，微波源、真空机构...
- 任攀吴凡张家雷王伟平张宁
- 文献传递
- 含高温度梯度及接触热阻非线性热力耦合问题的谱元法
- 2022年
- 建立了含高温度梯度及接触热阻的非线性热力耦合问题的谱元法格式,考虑了温度相关的热导率、弹性模量、泊松比和热膨胀系数,以及界面应力相关的接触热阻的影响.谱元法的插值函数基于非等距分布的Lobatto结点集或第二类Chebyshev结点集,兼具谱方法的高精度和有限元法的灵活性.数值算例表明,建立的谱元法计算格式可以高效高精度地求解域内高温度梯度以及含接触热阻的非线性热力耦合问题,不仅收敛速度快于传统有限元法,而且用较少的自由度和较短的计算时间即可得到比传统有限元法更高精度的计算结果,在工程实际热力耦合问题中具有广阔的应用前景.
- 史鑫赵建宁杨苗苗张家雷刘冬欢
- 关键词：热力耦合谱元法接触热阻高温度梯度
- 基于微波电离的介质膜层表面污染清除系统及其清除方法
- 本发明公开了一种基于微波电离的介质膜层表面污染清除系统及其清除方法，包括样品仓，所述样品仓外部设置有微波源、真空机构、气体流量控制系统、氧气源和惰性气体气源，氧气源和惰性气体气源均与气体流量控制系统连接，微波源、真空机构...
- 任攀吴凡张家雷王伟平张宁
- 文献传递
- 基于微波电离的光学元件介质膜层表面指纹污染清除系统
- 本实用新型公开了一种基于微波电离的光学元件介质膜层表面指纹污染清除系统，包括样品仓，所述样品仓外部设置有微波源、真空机构、气体流量控制系统、氧气源和惰性气体气源，氧气源和惰性气体气源均与气体流量控制系统连接，微波源、真空...
- 任攀吴凡张家雷王伟平张宁
- 文献传递
- 激光对碳纤维增强复合材料的热烧蚀数值模拟被引量：18
- 2013年
- 高能激光对复合材料的辐照效应研究,可以拓展激光技术的应用范围。为了预测激光辐照下碳纤维增强复合材料的瞬态热响应,提出了一个简化计算模型。采用隐式有限体积方法求解控制方程,边界条件包括激光辐照加热、对流换热、辐射换热以及材料表面烧蚀。考虑了激光辐照过程中基体热分解、质量迁移、比热容变化情况。基于该烧蚀模型,预测了激光辐照下碳纤维增强复合材料的瞬态温度场和表面烧蚀速率,计算结果与文献试验数据一致。最后,通过修正烧蚀模型分析了高速气流剥蚀对激光辐照复合材料热效应的影响。
- 张家雷刘国栋王伟平刘仓理
- 关键词：激光辐照复合材料有限体积方法烧蚀
- 激光辐照下约束炸药热爆炸机理研究
- 在国民经济和国防工业众多领域,激光技术发挥着越来越重要的作用。应用激光来辐照炸药装置,能使固体炸药发生化学反应,并在密闭空间内部形成热点,发生点火和爆炸行为。激光引爆炸药装置的这种方法,可用于远距离、非接触式的排除地雷或...
- 张家雷
- 关键词：激光炸药热爆炸点火数值模拟化学反应动力学
- 文献传递
- 激光辐照下复合材料热响应的轴对称数值分析被引量：2
- 2014年
- 为了模拟激光辐照下碳纤维增强复合材料的瞬态热响应,建立了轴对称计算模型。模型考虑了激光辐照过程中基体热分解、质量迁移、比热容和热导率等物理量的变化情况。采用有限元方法求解控制方程,边界条件包含了激光辐照、对流换热以及辐射换热。在此基础上编写了计算程序,预测了激光辐照下碳纤维增强复合材料的瞬态温度场和基体热分解状况。为了校核模型,开展了激光辐照碳纤维复合材料试验。计算结果与试验数据比较表明,模型预测的复合材料温度-时间曲线与试验结果较好吻合,在较低功率密度激光辐照下复合材料热响应以基体热分解为主,与试验烧蚀形貌观察结果一致。
- 张家雷王伟平刘仓理
- 关键词：激光辐照碳纤维复合材料有限元方法
- 半导体激光无线传能中光伏电池转换效率被引量：7
- 2018年
- 为选择合适的激光参量与光伏电池参量,以提高激光无线能量传输(LWPT)系统的能量转换效率,通过实验研究了LWPT系统中能量接收单元,也即光伏电池在半导体激光照射下的输出特性。通过波长为808nm和915nm的激光辐照GaAs和Si光伏电池,研究了不同激光功率密度、光伏电池温度、电池类型以及激光入射角度对光伏电池输出特性与能量转换效率的影响。实验中,在波长为808nm的激光功率密度从0.06W/cm2上升至0.37W/cm2的过程中,Si电池的最大输出功率从0.12 W上升至0.32 W,能量转换效率从50.9%下降至21.2%;GaAs电池的最大输出功率从0.40W上升到1.07W,能量转换效率从57.9%下降至23.8%。随着激光功率密度的增加,光伏电池的输出功率先增加而后趋于饱和,但是高功率密度激光引起的电池温升会导致其光电转换效率的下降,所以激光功率密度的选择与光伏电池温度的控制是提高LWPT系统能量转换效率的关键因素。
- 李巍吴凌远王伟平张家雷刘国栋张大勇
- 关键词：光伏电池能量转换效率半导体激光器
- 激光辐照下蜂窝夹芯复合材料结构传热及热烧蚀分析
- 2023年
- 结合蜂窝结构传热机制与复合材料烧蚀机制,研究了蜂窝夹芯复合材料结构在激光辐照条件下的热响应。针对典型蜂窝单元,建立了细观导热及烧蚀理论模型。基于有限元软件热分析模块和二次开发程序构建了蜂窝夹芯结构的高温传热数值模型,考虑了热物性参数的非线性变化、树脂热解和纤维烧蚀过程。采用连续激光作为加载热源,设计并开展了大气环境中蜂窝结构的热烧蚀实验,获得了蜂窝结构的动态烧蚀特征。结果表明,蜂窝夹芯复合材料结构在激光功率密度为102 W/cm^(2)量级时具有良好的抗烧蚀能力,数值模型能够较为准确地模拟激光加载蜂窝结构过程中的烧蚀温度和树脂、纤维的烧蚀情况,并获得较为真实的烧蚀形貌。
- 殷乾峰张永强张黎陈加政张家雷
- 关键词：复合材料蜂窝激光烧蚀传热
