ICF驅(qū)動器靶場編組站熱穩(wěn)定性分析研究.pdf

1、慣性約束聚變概念自提出以來，得到了世界上主要發(fā)達(dá)國家的重視，被廣泛應(yīng)用于國家安全、基礎(chǔ)科學(xué)和能源開發(fā)研究。固體激光驅(qū)動器是實(shí)現(xiàn)慣性約束聚變的一個有效手段，然而大型ICF固體激光驅(qū)動器對光路穩(wěn)定性有很高的要求，它要求光束在長距離的傳輸之后光束在靶球表面的定位誤差在幾十微米以內(nèi)。影響光路穩(wěn)定性的激勵源主要有三種：隨機(jī)振動、溫度、偶然因素，其中溫度是影響ICF激光裝置穩(wěn)定運(yùn)行的一個重要因素。因此，研究ICF驅(qū)動器中光學(xué)組件的熱穩(wěn)定性對驅(qū)動器的

2、穩(wěn)定運(yùn)行、成本控制具有重要的意義。
　　 本文以ICF驅(qū)動器中的靶場編組站作為研究平臺，對靶場編組站的熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。靶場編組站是ICF激光裝置中重要的光學(xué)組件，起到承載、分組、改變光束傳輸方向的作用。首先，將靶場編組站以及周圍的溫度環(huán)境作為研究對象，采用實(shí)驗(yàn)測量的方法，得到靶場編組站鏡箱內(nèi)外溫度數(shù)據(jù)，并通過對數(shù)據(jù)的分析比較得出溫度分布和變化特點(diǎn)，對靶場編組站的熱穩(wěn)定性分析具有重要的參考意義；根據(jù)當(dāng)前編組站鏡箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型、

3、送風(fēng)方式和溫度測量結(jié)果，對邊界條件和初始條件進(jìn)行假設(shè)，用流體分析軟件Fluent進(jìn)行溫度場數(shù)值模擬，得到其溫度分布和變化特點(diǎn)，為優(yōu)化靶場編組站溫控措施提供了依據(jù)；以傳熱學(xué)和彈性力學(xué)為基礎(chǔ)，將CAE技術(shù)引入到靶場編組站熱變形分析中，結(jié)合有限元分析軟件ANSYS分別針對溫度分布和溫度變化對靶場編組站的變形影響進(jìn)行了分析，進(jìn)而得到溫度分布和溫度變化對光束指向性的影響。最后，針對分析結(jié)果對靶場編組站結(jié)構(gòu)和固定方式進(jìn)行了優(yōu)化。
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