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kevin123581

金虫 (正式写手)

[求助] 激光加工温升计算,一维傅里叶传导或者双温模型,福柯普朗克模型

小弟本科学的机械,现在跟的导师是做激光加工的,从0开始在学。但是导师叫我做一个脉冲激光的照射温升计算,弄了3个月了,还是各种不对。12ps,10^14 w/m^2的单脉冲强度我算下来居然只升高14度,材料是碳化硅。  双温模型的图也是怪怪的。所以想请问下各位前辈有没做过这方面研究的能指导一二,最好能借下程序,因为是半路出家,matlab也不是很熟练,但是感觉又没什么问题,结果就是不对。   望大家相助啊,实在无脸见导师了,谢谢     方便的话  请加我qq  584566830  ,大谢了

一维傅里叶传导,图形呈线性,最高点太低,脉冲结束了还没有温降



和上面同样的程序,改了脉冲长度,强度和光吸收系数。图形形状不错,但是没温升几乎。



双温模型的程序图,4h-sic材料,晶格温度也是基本没变

[ Last edited by kevin123581 on 2012-3-13 at 17:06 ]
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一山

铁杆木虫 (正式写手)

温升图形似乎是对的,计算的参数楼主调整对了吗?
忽悠王之俗家弟子
2楼2012-03-13 21:32:20
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kevin123581

金虫 (正式写手)

引用回帖:
: Originally posted by 一山 at 2012-03-13 21:32:20:
温升图形似乎是对的,计算的参数楼主调整对了吗?

参数是固定的啊,12皮秒激光,355波长对应4h-SiC wafer,第一个图就是我的材料的。
第二个图是换了另外的论文里面的几个参数,是纳秒对应Si的,能量密度我也改了的,但是就算这样算出来  对方的温升还不到1度   。图形样子是蛮对的感觉,惆怅啊,我没招了,简直。   朋友也是做这个的么?  方便的话加下QQ  584566830   好请教下  谢谢
3楼2012-03-14 11:44:14
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龙山狮崖

铁杆木虫 (正式写手)

你减少一下时间间隔试试。
独在异乡为异客
4楼2012-03-14 14:30:00
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kevin123581

金虫 (正式写手)

引用回帖:
: Originally posted by 龙山狮崖 at 2012-03-14 14:30:00:
你减少一下时间间隔试试。

时间不长和空间步长已经很小了,再小就超出内存了。
而且时间不长和空间步长按照热扩散长度公式来定的,应该还是没问题的。
谢谢
5楼2012-03-14 16:01:31
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龙山狮崖

铁杆木虫 (正式写手)

引用回帖:
5楼: Originally posted by kevin123581 at 2012-03-14 16:01:31:
时间不长和空间步长已经很小了,再小就超出内存了。
而且时间不长和空间步长按照热扩散长度公式来定的,应该还是没问题的。
谢谢

你能把程序和计算条件发上来嘛?
独在异乡为异客
6楼2012-03-14 18:36:22
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kevin123581

金虫 (正式写手)

引用回帖:
: Originally posted by 龙山狮崖 at 2012-03-14 18:36:22:
你能把程序和计算条件发上来嘛?

计算条件这个不好打    程序是可以的      朋友有qq么?   或者你加下我qq   584566830
7楼2012-03-14 19:03:24
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kevin123581

金虫 (正式写手)

%热源Q项当成偏微分方程里面的项
close all


L=3e-4;
L=3e-4;
dx=L/200;
dx=9.829e-7     %  空间步长
x=0:dx:L;               
x=x';
Nx=length(x);


tend=50e-12;
dt=0.5e-12;      %时间步长
t_1=12e-12;                %12ps去掉加热
t=0:dt:tend;        %

D=1.81e-4;    %热扩散系数
cp=690;    %比热
rho=3200;    %密度
I0=1.69e14;   %激光能量密度  w/m2
R=0.27;                R1=1-R;   %反射率
alpha=21000;      %光吸收系数


beta=D*dt/dx/dx                       
gamma=I0*R1*alpha*exp(-alpha*x)/rho/cp*dt;


T0=300;
T=T0*ones(size(x));                        %一行一个温度
A=diag(-beta*ones(Nx-1,1),-1)+diag((1+2*beta)*ones(Nx,1))+diag(-beta*ones(Nx-1,1),1);
A(1,1)=1;
A(1,2)=-1;
A(end,end)=1;
A(end,end-1)=-1;

for i=1:length(t)
        B=T(:,i)+gamma;
        B(1)=0;
        B(end)=0;
       
        T(:,i+1)=A\B;
        if (t(i)>=t_1)
                gamma=zeros(size(x));
        end
end

plot(t*1e12,T(1,2:end))
xlabel('t(ps)')
ylabel('t_s_u_r_f')

===============================
原方程 dT/dt=D*(d^2T/dt^2)+I0*(1-R)*alpha*exp(-alpha*x)/(cp*rho)
IC: T(x,t=0)=300K
BC: dT/dx(x=0)=dT/dx(x=L)=0
8楼2012-03-14 19:11:55
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龙山狮崖

铁杆木虫 (正式写手)

建议看看陶文铨的《数值传热学》。你的时间步长和空间步长是否满足稳定条件?
独在异乡为异客
9楼2012-03-14 20:01:25
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kevin123581

金虫 (正式写手)

引用回帖:
: Originally posted by 龙山狮崖 at 2012-03-14 20:01:25:
建议看看陶文铨的《数值传热学》。你的时间步长和空间步长是否满足稳定条件?

恩。谢谢推荐。我上网找下这本书

我这里稳定条件是满足的,至少我认为是满足的,步长首先非常小,也符合 f=Ddt/dx^2 <0.5.
很急,我一上来发得帖子,呵呵
10楼2012-03-15 11:34:29
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