【摘 要】
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轴快流CO2激光器因其效率高、光束质量好、功率范围大(几瓦~几万瓦),既能连续输出又能脉冲输出,运行费用低等众多优点,成为气体激光器中最重要的、用途最广的的一种激光器,在
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轴快流CO2激光器因其效率高、光束质量好、功率范围大(几瓦~几万瓦),既能连续输出又能脉冲输出,运行费用低等众多优点,成为气体激光器中最重要的、用途最广的的一种激光器,在材料加工、医疗、科学研究、检测、国防等方面都有广泛的应用。CO2激光器与数控加工设备组成的CO2激光加工系统在工业领域起着越来越重要的作用。 现代计算流体力学(CFD)的发展使得人们能够用计算机对激光器放电管内气体的工作过程进行数值仿真研究,即先通过CFD技术对流场进行数值模拟,然后对模拟结果进行数值分析并进行图形化显示,以揭示流场的流动特性。本文基于N-S方程、RNG k-ε双方程湍流模型,利用FLUENT软件对某型CO2激光器放电管内气体的流场进行了三维数值模拟。在应用三维数值模拟方法对其进行研究时,首先要建立放电管的几何模型,接着对几何模型进行网格划分,然后进行三维数值模拟计算。 本文首先分析了国内外仿真技术、优化技术及其相关技术的研究现状,阐明了模拟高功率轴快流流CO2激光器放电管流场的重要性。论文介绍了流体仿真软件FLUENT基本理论及应用,对它的网格适用、可以计算的物理问题类型、边界条件、湍流模型、求解器加以说明。最后分析比较两种不同放电管结构下得到的仿真结果。
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