Transiently developing free and opposing jets in relation to gas-assisted laser evaporative heating process

Abstract

نظراً لدقة عملية التسخين ، رخصة التكلفة والقدرة على تحديد مكان العمل بواسطة الليزر ، فإن له تطبيقات واسعة في الصناعة . وبما أن عملية التصنيع بواسطة الليزر تتضمن تعقيدات فيزيائية ، فإن نمذجة التسخين بواسطة الليزر تعطي مدخل إلى فيزيائية عملية التصنيع . بالإضافة إلى ذلك فإن دراسات النمذجة تقلل من التكلفة المخبرية وتزود الباحث بمعلومات تحت حالات مختلفة (باراميترك) للوصول إلى أفضل حالة تسخين بواسطة الليزر . نتيجة إلى تسخين أساس السطح الصلب بالليزر فإن بخار نفاث ينبعث منه . اعتماداً على مقدار كثافة شعاع الليزر فإن البخار النفاث المنبعث يتغير مع الوقت وهذا يعني بأن شكل سرعة البخار النفاث تتغير مع الفراغ والزمن . في التطبيقات العملية للتسخين بالليزر يوجد غاز نفاث مساعد في نفس محور شعاع الليزر ويرتطم مع البخار النفاث المتغير . في الدراسة الحالية تم نمذجة غاز هليوم نفاث نام ومتغير مع الوقت ذو درجة حرارة عالية ، يمثل البخار المنبعث من التجويف المستحث بواسطة الليزر . كما تم نمذجة هواء نفاث منتظم مع الوقت معاكس للهليوم . نظراً لكون الخواص الفيزيائية الحرارية للسطح المتبخر غير معروفة في البحوث المنشورة ، فإن الهليوم عند درجة الحرارة العالية اختير ليمثل الغاز النفاث المتنامي مع الوقت . لكي يمكن التنبؤ بمجالات الانسياب والحرارة ، فإن المعادلات المتعلقة بذلك تم حملها حسابياً باستخدام طريقة التحكم بالحجم . ولإجازة النموذج الحسابي فإن حالات المحاكاة تم تغييرها ونتيجة هذا التغير تمت مقارنته مع النتائج العملية الموجودة في البحوث . في هذه الدراسة وجد أن الهواء النفاث يؤثر بشكل كبير على مجالات التدفق في المنطقة القريبة من الهليوم النفاث المتنامي . في المرحلة البدائية فإن النفاث النامي يتمدد في الاتجاه المحوري وكلما تقدم الوقت فإن التمدد القطري للنفاث يصبح أكثر حضوراً لأن نفاث الهواء المساعد يحصر النفاث النامي المحوري . في هذه الحالة تنتج خلية دوران بجانب الهواء النفاث المتنامي . والنفاث القطري الناتج بسبب النفاث المتنامي مع الوقت ونفاث الهواء المساعد ، شبه في سلوكه النفاث الحر ، وأما بالنسبة لخواص النفاث المتنامي فهي لا تؤثر بشكل معتبر على خواص النفاث القطري الحر .