本篇论文主要探讨了激光与材料相互作用中激光支持爆轰波(Laser Supported Detonation Wave, LSD波)的点燃阈值问题。文章介绍了高功率脉冲激光与靶材料相互作用的物理过程,其中包括激光能量的吸收、材料的汽化、等离子体的形成以及激光支持吸收波(LSA波)的产生。LSA波根据传播速度、传播方向和等离子体性质的不同,可进一步发展成为激光支持燃烧波(LSC波)和LSD波。LSD波在激光靶冲量耦合中发挥着主要作用,使靶材获得冲量。 研究者们通过对激光靶冲量耦合实验结果的分析,结合悬摆动力学方程,计算了LSD波对铝靶冲量和冲量耦合系数,从而进一步探讨了靶冲量与激光吸收区膨胀介质比热比的关系。通过二维流体动力学数值模拟,得到了激光吸收区介质比热比随激光功率密度变化的情况,并得出激光吸收区介质比热比随激光功率密度的增大而减少的结论。 为了定量分析不同激光功率密度条件下激光吸收区气体和等离子体的构成,作者通过等离子体含量随激光功率密度的变化关系,得到了LSD波的点燃阈值。这一结果与现有文献报道的结果保持一致,验证了研究的有效性。 此外,文章还回顾了激光对靶产生冲量的研究历程,提及了早期学者如J.F. Ready等人对激光靶冲量耦合系数的研究,以及后来国内外学者对激光靶冲量耦合系数的实验研究和理论模型的发展。例如,C.R.Phipps等人根据激光靶相似率建立了激光冲量耦合系数与激光参数的关系,孙承纬等人根据Knight理论建立了激光束照射固体靶材的蒸气气压和冲量的理论模型。这些研究为理解和计算LSD波的点燃阈值提供了理论基础和实验验证。 论文中的关键词包括激光与材料相互作用、LSD波点燃阈值、Jouguet条件、激光吸收区、比热比,这些词汇突出了文章的核心内容和研究重点。 文章还得到了国家自然科学基金和其它基金的支持,表明研究得到了科学界和专业机构的认可和资助。 综合来看,这项研究对于激光武器、激光推进技术和激光加工领域具有重要的意义。通过深入分析激光功率密度与等离子体组分的关系,文章为激光与材料相互作用提供了更为精确的理论预测和实验依据,有助于推动激光技术在工业和军事等领域的应用和进步。
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