高热负荷激光介质热应力场的分析与优化研究

王军荣; 闵敬春; 宋耀祖

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高热负荷激光介质热应力场的分析与优化研究

王军荣 , 闵敬春 , 宋耀祖

文章导航 > 激光技术 > 2004 > 28(6): 575-579

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高热负荷激光介质热应力场的分析与优化研究

1.
清华大学, 工程力学系, 传热强化与过程节能教育部重点实验室, 北京, 100084

作者简介: 王军荣(1976- ),女,博士研究生,主要从事固体激光器传热强化的研究.E-mail:wjr01@mails.tsinghua.edu.cn.

基金项目:
国家高技术研究发展计划八六三计划资助项目(2002AA744042);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20020003022)
中图分类号: TN248.1

Analysis and optimization of thermal stress field in a high power laser slab

1.
Education Ministry Key Laboratory of Heat Transfer Enhancement and Energy Conservation, Department of Engineering Mechanics, Tsinghua University, Beijing 100084, China
CLC number: TN248.1

摘要: 研究了高热负荷板状激光介质在抽运面采用常规冷却技术时,换热面积较小的上下侧面的换热强度对激光介质最高温度及最大应力的影响情况,并对热应力场进行了优化研究。结果表明,任意抽运功率下,介质的最高温度及最大应力均随侧面换热系数的变化而变化,并存在最优换热系数。与侧面采用常规冷却手段时相比,采用最优换热系数时介质的最大应力降幅高达36%。另外,对介质上下侧面进行温度控制,也可达到与控制换热系数相同的效果。
- 激光介质 /
- 热应力 /
- 最优换热系数 /
- 最优控制温度
Abstract: This paper deals with the high power laser slab. The influence of the cooling intensities at its top/bottom sides on its highest temperature and maximum thermal stress has been numerically investigated for the case that its pumped sides are cooled with the conventional technique. The optimization of thermal stress field has been performed. The calculation results show that for any pumped power the highest temperature and maximum thermal stress vary with the heat transfer coefficient of the top/bottom sides and the optimum heat transfer coefficient exists. As compared to the case that the top/bottom surfaces are cooled with the conventional technique,using the optimum heat transfer coefficient maximum thermal stress can decrease 36% and the same effect can be achieved if the top/bottom surface temperature is appropriately controlled.
- laser slab /
- thermal stress /
- optimum heat transfer coefficient /
- optimum controlled temperature

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高热负荷激光介质热应力场的分析与优化研究

作者简介: 王军荣(1976- ),女,博士研究生,主要从事固体激光器传热强化的研究.E-mail:wjr01@mails.tsinghua.edu.cn

1. 清华大学, 工程力学系, 传热强化与过程节能教育部重点实验室, 北京, 100084

收稿日期: 2003-12-04
网络出版日期: 2004-11-25

基金项目: 国家高技术研究发展计划八六三计划资助项目(2002AA744042);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20020003022)

关键词:

摘要: 研究了高热负荷板状激光介质在抽运面采用常规冷却技术时,换热面积较小的上下侧面的换热强度对激光介质最高温度及最大应力的影响情况,并对热应力场进行了优化研究。结果表明,任意抽运功率下,介质的最高温度及最大应力均随侧面换热系数的变化而变化,并存在最优换热系数。与侧面采用常规冷却手段时相比,采用最优换热系数时介质的最大应力降幅高达36%。另外,对介质上下侧面进行温度控制,也可达到与控制换热系数相同的效果。