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气体循环系统的工作状态是影响快轴流C02激光器工作性能的重要因素。气体循环系统的研究,对于维持放电腔内气压和流速的稳定,对于提高快轴流C02激光器运行的稳定性具有重要的意义。
在对快轴流C02激光器的工作原理和特性进行阐述的基础上,对气体循环系统和循环的控制流程进行了改进性的设计,使其满足对腔内气压状态精确控制的要求。根据快轴流C02激光器的性能要求对谐振腔的流道参数进行了初步确定,并且对流道结构进行了布置,并进行了建模和基于CFX的有限元分析。根据分析结果,确定对气流状态影响明显的流道参数,并建立优化数学模型,对部分参数进行优化。根据优化结果,对优化前后的流动状态进行CFD的仿真对比,验证优化的合理性。阳极附近的湍流分布对放电的影响很大,根据湍流的成因然后对阳极结构进行改进,并进行CFD的仿真分析对比,验证改进的合理性。
CFD分析对比表明:流道参数优化以后,谐振腔流道中气体的沿程损耗降低了12%;改进的阳极结构形成的湍流具有更高的强度和更广的分布,而且造成的压力损失更小。