低速对流风作用下的强激光热晕效应数值模拟研究

摘要

本文采用数值方法分析研究强激光束在低速对流风作用下的热晕效应。其中，湍流数值模拟是求解Favre平均N-S方程，并耦合DES模型和J-B模型，而利用双时间步进行非定常迭代求解：光在流场和真空中的传输计算采用波动光学方法获取靶上远场光斑分布，进行光斑畸变的定性与定量分析。研究考察了100kw功率、0.1m口径的Gauss光束在1m/s的低速对流风作用下的热晕效应，结果表明：在低速对流风作用下的热晕效应很强，远场光斑畸变严重，中心偏移量较大，同时该热晕问题是一个非稳定非平衡过程。热晕效应会导致光斑峰值降低和脱靶等，因此减少对流风影响以及配合必要的自适应校正措施是必要的。