动态激光封割气态放射性同位素光源的多物理场耦合仿真研究

O562.6; 动态激光封割气态放射性同位素光源涉及传热、熔化、流动、汽化、固化、旋转等复杂动态物理过程,物理过程之间相互影响,且受到较多工艺参数的影响,必须采用多物理场耦合仿真方法进行研究.采用COMSOL Multiphysics,建立数学模型,开展动态激光封割工艺过程仿真,考察高硼硅玻璃管壳转速、激光功率对温度分布、熔池形貌的影响.研究发现:玻璃管壳转速越快,熔池区域越小,封割所需时间越长;气态放射性同位素光源玻璃管壳被辐照区域最高温度约为1600℃;当激光功率为15 W、玻璃管壳转速为400 r/min时,封割时间约为0.65 s.将模拟结果与热成像设备试验结果相对比,结果基本符合实际情况,且被辐照区域的温度分布近似呈高斯分布,与工艺过程仿真采用的激光热源分布假设相一致.