脉冲光热测量技术中的温度场模型研究

摘要

论文从传热学基本理论出发，研究了脉冲光热无损检测理论中的温度场模型。传统模型把激光脉冲处理成瞬时脉冲，运用傅里叶热传导理论建模，而实际上当热扰动时间极短时将引发热传导的非傅里叶效应。论文运用光和材料作用的面吸收模型把激光脉冲长度和缺陷深度联系起来，提出了新的确定缺陷埋藏深度的方法。利用更为一般的体吸收模型研究了对流辐射因素对材料表面温度场分布的影响；研究了面吸收和体吸收两种温度场模型的关系，为研究激光加热材料采用何种模型提供了依据；通过数值模拟，建立了时间和空间均为高斯分布的纳秒脉冲光和材料相互作用的温度场模型，为进一步研究材料热物性和亚表面无损检测奠定了理论基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1研究背景与意义

1.2论文研究的主要内容

第二章脉冲激光对材料热作用的传热学分析

2.1基本理论

2.2脉冲光热计算模型的应用分析和讨论

2.2.1热物性参量的测量

2.2.2无损检测

2.2.3应用模型问题的讨论

第三章脉冲激光辐照材料温升的解析研究

3.1脉冲激光辐照材料的面加热模型

3.1.1基本理论

3.1.2结果和讨论

3.2脉冲激光辐照材料的体加热模型

3.2.1基本理论

3.2.2讨论和比较

3.3结论

第四章高斯脉冲激光辐照材料温升的数值模拟

4.1基本理论

4.2含时高斯脉冲作用下材料的温升分布规律

4.3讨论和比较

4.3.1光斑大小对温升分布的影响

4.3.2脉宽对加热面温升的影响

4.3.3表面对流换热和热辐射对温升分布的影响

4.3.4不同材料温升分布的比较

4.3.5不同形状脉冲激光作用下温升的比较

4.4结论

第五章结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间公开发表的论文

致谢