由激光辐照固体表面引起的非Fourier三维传热问题的解析解

发布时间：2018-03-04 20:41

  本文选题：激光辐照　切入点：热波效应　出处：《北京理工大学学报》2016年08期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对激光束瞬间加热物体表面时,材料表面附近温度场变化的问题,建立了基于非傅里叶热传导理论的三维热传导数学模型.考虑了激光束的聚焦特征,即热量或高温主要集中在光束中心附近的局部区域,且沿材料表面切向呈非均匀分布.利用积分变换技巧,得到了问题Laplace逆变换的解析形式,从而给出了新的温度场解析解,并据此分析了传热过程中固体内部的温度场演化规律及特征.数值计算结果显示,该问题的温度场呈现出明显的非傅里叶传热特征,与经典的热传导的扩散形式不同,它是以波的形式进行传热的.
[Abstract]:In order to solve the problem of the change of temperature field near the material surface when the laser beam is heated instantly, a three-dimensional heat conduction mathematical model based on the non-Fourier heat conduction theory is established. The focusing characteristics of the laser beam are taken into account. That is, the heat or high temperature is mainly concentrated in the local region near the center of the beam, and distributes inhomogeneously along the tangential direction of the material surface. By using the integral transformation technique, the analytical form of the inverse Laplace transform of the problem is obtained, and a new analytical solution of the temperature field is given. Based on the analysis of the evolution law and characteristics of the temperature field in the solid during heat transfer, the numerical results show that the temperature field of the problem has obvious non-Fourier heat transfer characteristics, which is different from the diffusion form of the classical heat conduction. It carries out heat transfer in the form of waves.
【作者单位】： 北京科技大学数理学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(10772024) 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室开放基金(KFJJ12-12M)
【分类号】：TK124

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本文编号：1567213