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CO2激光诱导液滴射流等离子体的实验研究

陈子琪 王新兵 左都罗

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CO2激光诱导液滴射流等离子体的实验研究

    作者简介: 陈子琪(1988-),男,博士研究生,从事激光诱导等离子体的研究。.
    通讯作者: 王新兵, xbwang@hust.edu.cn
  • 中图分类号: O535

Experimental research of CO2 laser-induced liquid droplet jet flow plasma

    Corresponding author: WANG Xinbing, xbwang@hust.edu.cn ;
  • CLC number: O535

  • 摘要: 为了研究激光诱导射流等离子体特性,了解激光诱导液滴等离子体的发展过程,基于脉冲激光-液滴同步作用系统,采用阴影法,观测了激光作用液滴的阴影图像,取得了液滴在CO2脉冲激光作用下的演化过程数据。对图像进行处理获得了激光诱导液滴等离子体冲击波膨胀范围随时间的变化,并估算出了产生冲击波的激光能量。结果表明,空气冲击波的膨胀半径在当前观测时间范围内线性膨胀,约32%的激光能量用于产生冲击波。空气冲击波的变化规律对激光诱导液态燃料点火的研究提供了一定的参考依据。
  • [1]

    ZHAO F, HARRINGTON D L, LAI M C D. Automotive gasoline direct-injection engines[J]. Revolution, 2002, 2004(1):3-8.
    [2]

    WIJETUNGE R S, BRACE C J, HAWLEY J G, et al. Dynamic behaviour of a high speed direct injection diesel engine[R]. Detroit,USA:SAE International, 1999:1-829.
    [3]

    HONDA T, KAWAMOTO M, KATASHIBA H, et al. A study of mixture formation and combustion for spray guided DISI[R]. Detroit,USA:SAE International, 2004:1-46.
    [4]

    DAHMS R, FANSLER T D, DRAKE M C, et al. Modeling ignition phenomena in spray-guided spark-ignited engines[J]. Proceedings of the Combustion Institute, 2009, 32(2):2743-2750.
    [5]

    KAWAHARA N, TOMITA E, KADOWAKI T, et al.In situ fuel concentration measurement near a spark plug in a spray-guided direct-injection spark-ignition engine using infrared absorption method[J]. Experiments in Fluids, 2010, 49(4):925-936.
    [6]

    GUPTA S. Technologies for gaseous fueled advanced reciprocating engine systems[C]//US DOE Industrial Distributed Energy Portfolio Review Meeting.Washington DC,USA:United States Department of Energy, 2011:DE-AC02-06CH 11357.
    [7]

    CREMERS D A, YUEH F Y, SINGH J P, et al.Laser-induced breakdown spectroscopy, elemental analysis[M]. New York,USA:John Wiley Sons, 2006:53-62.
    [8]

    SINGH J P, THAKUR S N. Laser-induced breakdown spectroscopy[M].Amsterdam, Netherlands:Elsevier, 2007:42-53.
    [9]

    KAWAHARA N, BEDUNEAU J L, NAKAYAMA T, et al. Spatially, temporally, and spectrally resolved measurement of laser-induced plasma in air[J]. Applied Physics, 2007, B86(4):605-614.
    [10]

    BEDUNEAU J L, KAWAHARA N, NAKAYAMA T, et al. Laser-induced radical generation and evolution to a self-sustaining flame[J]. Combustion and Flame, 2009, 156(3):642-656.
    [11]

    GROB V, KUBACH H, SPICHER U, et al. Influence of laser-induced ignition on spray-guided combustion-experimental results and numerical simulation of ignition processes[R]. Detroit,USA:SAE International, 2009:1-2623.
    [12]

    PICKETT L M, KOOK S, PERSSON H, et al. Diesel fuel jet lift-off stabilization in the presence of laser-induced plasma ignition[J]. Proceedings of the Combustion Institute, 2009, 32(2):2793-2800.
    [13]

    CHEN Z Q, WANG X B, ZUO D L, et al. Detecting tin droplet used for EUV source[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2014, 26(12):39-43(in Chinese).
    [14]

    RAYLEIGH L. On the instability of jets[J]. Proceedings of the London Mathematical Society, 1878,S1/10(1):4-13.
    [15]

    LI X Q, HONG Y J, HE G Q, et al. Status of study on the effect of laser radiation to water droplet[J]. Laser Journal, 2007, 28(4):70-72(in Chinese).
    [16]

    KAFALAS P, FERDINAND A P. Fog droplet vaporization and fragmentation by a 10.6m laser pulse[J]. Applied Optics, 1973, 12(1):29-33.
    [17]

    JEONG S H, GREIF R, RUSSO R E. Shock wave and material vapour plume propagation during excimer laser ablation of aluminium samples[J]. Journal of Physics, 1999, D32(19):2578-2585.
    [18]

    ADEN M, KREUTZ E W, WISSENBACH K. The applicability of the Sedov-Taylor scaling during material removal of metals and oxide layers with pulsed and excimer laser radiation[J]. Journal of Physics, 1997, D30(6):980-989.
    [19]

    JEON C, HARPER D, LIM K, et al. Interaction of a single laser filament with a single water droplet[J]. Journal of Optics, 2015, 17(5):055502.
    [20]

    KAFALAS P, HERRMANN J. Dynamics and energetics of the explosive vaporization of fog droplets by a 10.6m laser pulse[J]. Applied Optics, 1973, 12(4):772-775.
    [21]

    TIANHANG L, ZUOQIANG H, XUN G, et al. Shadowgraph investigation of plasma shock wave evolution from Al target under 355nm laser ablation[J]. Chinese Physics, 2014, B23(8):085203.
  • [1] 王卫江贾凯房瑞娜邢昊黄云张滢马超群王浟 . 激光诱导等离子体辐射特性的研究综述. 激光技术, 2022, 46(4): 499-510. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.04.010
    [2] 冯彩玲王海旭秦水介 . 激光诱导等离子体加工石英微通道的研究. 激光技术, 2010, 34(4): 433-435,451. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.001
    [3] 唐建左都罗杨晨光程祖海 . 脉冲CO2激光诱导空气等离子体的光谱诊断. 激光技术, 2013, 37(5): 636-641. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.05.016
    [4] 黄宇姜银方金华黄利伟张仕培 . 环形激光诱导冲击波的传播及其对层裂的影响. 激光技术, 2013, 37(3): 301-305. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.007
    [5] 陈建平倪晓武陆建卞保民王亚伟 . 用于探测激光等离子体冲击波的光纤传感器. 激光技术, 2001, 25(2): 85-90.
    [6] 戴蜀娟刘富荣杨晓邹鸿承安承武陆冬生 . 激光冲击在LY12CZ中形成冲击波的研究. 激光技术, 1997, 21(6): 330-333.
    [7] 赵兴海高杨程永生 . 激光点火技术综述. 激光技术, 2007, 31(3): 306-310,313.
    [8] 姚兵王甦曹雁刘迅曾传相 . 激光脉冲和放电脉冲产生冲击波的研究. 激光技术, 2000, 24(1): 12-14.
    [9] 王飞姚红兵袁蓓于水生张永康 . 激光冲击强化的冲击波幅值和飞行时间的测量. 激光技术, 2010, 34(5): 694-696. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.032
    [10] 许贝贝陆健张宏超高楼唐懋 . 高真空激光等离子体的同步移相干涉诊断及仿真. 激光技术, 2024, 48(1): 14-19. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.003
    [11] 胡艳叶迎华沈瑞琪 . 激光点火过程的一维有限差分模拟. 激光技术, 2001, 25(5): 331-334.
    [12] 张建花银群曹将栋 . 激光冲击铜薄膜的应力波传播特性模拟分析. 激光技术, 2016, 40(4): 601-605. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.030
    [13] 沈瑞琪叶迎华戴实之孙同举 . 激光与含能材料互作用的化学反应过程. 激光技术, 1997, 21(4): 191-195.
    [14] 周素云刘三秋陶向阳 . 激光等离子体中密度孤波和自生磁场的数值模拟. 激光技术, 2007, 31(1): 8-11.
    [15] 余小敏陈慧敏李家泽 . 激光乳化白内障的新进展. 激光技术, 2003, 27(5): 400-402,406.
    [16] 倪晓武陆建贺安之王平秋马孜周九林 . 高功率激光对光学介质薄膜破坏机理的研究进展. 激光技术, 1994, 18(6): 348-352.
    [17] 倪晓武陈笑陆建 . 激光与液态物质相互作用机理的研究进展. 激光技术, 2002, 26(4): 258-261.
    [18] 田润妮王俊波邱荣周强蒋勇杨永佳 . 纳秒和飞秒激光烧蚀单晶硅的超快诊断. 激光技术, 2015, 39(6): 765-768. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.06.007
    [19] 吴清潮吴坚 . 基于脉冲激光的发射药参数快速检测方法. 激光技术, 2024, 48(2): 171-179. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.02.005
    [20] 李贝贝张宏超倪晓武陆建 . 不同环境压强下激光空泡溃灭射流的实验研究. 激光技术, 2012, 36(6): 749-753. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.06.010
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-20
  • 录用日期:  2016-01-11
  • 刊出日期:  2016-11-25

CO2激光诱导液滴射流等离子体的实验研究

    通讯作者: 王新兵, xbwang@hust.edu.cn
    作者简介: 陈子琪(1988-),男,博士研究生,从事激光诱导等离子体的研究。
  • 1. 华中科技大学 武汉光电国家实验室, 武汉 40074

摘要: 为了研究激光诱导射流等离子体特性,了解激光诱导液滴等离子体的发展过程,基于脉冲激光-液滴同步作用系统,采用阴影法,观测了激光作用液滴的阴影图像,取得了液滴在CO2脉冲激光作用下的演化过程数据。对图像进行处理获得了激光诱导液滴等离子体冲击波膨胀范围随时间的变化,并估算出了产生冲击波的激光能量。结果表明,空气冲击波的膨胀半径在当前观测时间范围内线性膨胀,约32%的激光能量用于产生冲击波。空气冲击波的变化规律对激光诱导液态燃料点火的研究提供了一定的参考依据。

English Abstract

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