基于热点火机理的脉冲激光点火建模及仿真

摘要

为研究脉冲激光点火系统中电学参数对点火延迟时间的影响规律,建立脉冲激光点火模型,重点对脉冲激光激励阶段和激光点火阶段进行建模仿真。以BNCP起爆药为例,在脉冲激光激励阶段仿真中,采用电学仿真软件模拟激光驱动电路激励半导体激光器发射激光过程,通过改变储能电容和激光器放电回路电阻的数值,得到不同时刻对应的激光器输出功率;在激光点火阶段仿真中,将脉冲激光激励阶段中仿真得到的不同仿真步长对应的激光器输出功率导入有限元仿真软件,求解得到不同电学参数对应的激光点火延迟时间规律。仿真结果表明:增大驱动电路中的储能电容会加大激光器输出的平均功率,缩短点火延迟时间;增加回路电阻会降低激光器输出的峰值功率,进而增加点火延迟时间。搭建了脉冲激光点火测试平台,得到了不同电容参数下的点火延迟时间,实验验证了所建模型的正确性,为脉冲激光点火系统设计提供了一定的参考依据。