|
Научная визуализация
| Год выпуска: | 2016 |
| Квартал: | 1 |
| Том: | 8 |
| Номер: | 1 |
| Страницы: | 1 - 22 |
|
| Название публикации: |
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ВИЗУАЛИЗАЦИЯ НАНОСЕКУНДНОЙ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ МЕТАЛЛОВ В ОКОЛОКРИТИЧЕСКОЙ ОБЛАСТИ |
| Авторы: |
В.И. Мажукин (Россия), А.А. Самохин (Россия), А.В. Шапранов (Россия), М.М. Демин (Россия), П.А. Пивоваров (Россия) |
| Адреса авторов: |
В.И. Мажукин
vim@modhef.ru
Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, Москва, Россия
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия
А.А. Самохин
asam40@mail.ru
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
А.В. Шапранов
Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, Москва, Россия
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия
М.М. Демин
Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, Москва, Россия
П.А. Пивоваров
p_pivovvarov@hotmail.com
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия |
| Краткое описание: |
Представлены теоретические результаты и их визуализация для случая молекулярно динамических расчетов наносекундной лазерной абляции жидкой металлической пленки при различных поглощаемых интенсивностях лазерного излучения G = 38.5, 44, 88, 154 MВт/см2. Абляция толстой металлической пленки (толщина пленки 430 нм, начальное число частиц 5х105), включающая докритические и закритические состояния, исследуется с помощью классического метода молекулярной динамики в сочетании с континуальным описанием подсистемы электронов проводимости. Поведение тонкой металлической пленки (48нм) также исследовано при интенсивностях G = 29 MВт/см2 и G = 51 MВт/см2 (соответственно скорости энерговклада 5 и 8,8К/пс). Результаты трехмерных вычислений представлены в виде двумерных мгновенных распределений плотности и одномерных распределений температуры, плотности, давления и скорости частиц. Также, как и для рассмотренного ранее случая тонких диэлектрических пленок для металлических пленок наблюдены четыре различных абляционных режима в зависимости от лазерной интенсивности: квазистационарное поверхностное испарение, взрывное (объемное) вскипание, спинодальный распад и режим расширения закритического флюида. Изменения в пространственно-временном поведении флуктуаций плотности в этих режимах явно видны из представленных визуализаций. Реализация взрывного вскипания заранее не очевидна из-за больших значений коэффициентов поглощения и теплопроводности, которые препятствуют проявлению этого процесса. Пульсации давления отдачи, обусловленные повторяющимися взрывными вскипаниями, могут быть использованы как экспериментальные маркеры приближения к области критических параметров, тогда как переход в закритическую область характеризуется исчезновением этих пульсаций давления. |
| Язык: |
Английский |
|
|
|
