空化现象对水导激光微水束稳定性的影响研究

来源：激光技术杂志2024年第2期北京时间：

作者：张晓斌, 史铁林, 龙胡

摘要：为了探寻空化现象对水导激光微水束稳定性影响, 利用计算流体动力学的方法, 分别在不考虑空化和考虑空化的情况下, 对从典型喷嘴出射的水射流进行了数值模拟分析, 研究了空化现象的产生机理及对微水束稳定性的影响。结果表明, 在入口直径为0.1 mm、圆柱段长径比为1、上边缘锐利的喷嘴结构下, 随着入口压力从0.2 MPa增大到16 MPa, 水射流与喷嘴壁面分离后再次附着的长度逐渐增大, 并且空化会导致该长度延长; 在入口压力小于6 MPa的情况下, 不考虑空化的水射流在稳定后会贴着喷嘴壁面流下, 而添加空化模型使得水束形成翻转流。该研究对设计满足水导激光工艺的喷嘴结构有着重要的参考价值。

关键词：激光技术, 水导激光, 有限元仿真, 微水束稳定, 空化现象