大型ICF装置靶场传输光路排布研究

大型惯性约束聚变(ICF)装置靶场将从主放大系统输出的平行激光阵列转换为靶室附近的球形阵列,并以特定的角度进入终端光学系统。靶场传输光路排布作为靶场光传输系统总体结构设计的依据,在满足物理和光学等要求的基础上,还应重点考虑工程建设成本和系统维护性能。随着ICF装置规模的增大,打靶激光光束数量增加,靶场传输光路排布难度增加。结合目前国内外大型ICF装置,分析了靶场传输光路排布的特点,讨论了传输光路排布与光传输系统布局、光机结构设计和系统维护性能的关系,为我国更多束激光打靶的ICF装置的靶场传输光路排布提出建议。     

光束路径排布对称性与光功率分布均匀性

报道了６０路激光束的入射窗在球形靶室上的经度和纬度的计算方法。以靶丸表面激光功率分布的几何均匀性为判据,分析结果表明：靶区光路排布“凸３２ 面体模型”中的不等边六边形的邻边边长比例因子为１．１４～１．２５ 时,入射光束空间排布的几何对称性达到最佳状态,直接驱动的辐照均匀性亦随之得到改善。     

ICF微靶数字化制造设计与实现

惯性约束聚变(ICF)微靶(靶丸)是惯性约束聚变物理设计思想的直接体现,其制备过程有着非常明显的特点：精确度要求高;工件尺度小且跨度大;面向的材料范围广;靶型多,批量小,且数量多;结构形状复杂且多种多样;传统方式制备工艺繁琐且制备周期长。利用先进信息技术建立完备的数字化微靶制备能力,解决关键工艺数据流程和精确度控制技术问题,是提高微靶质量和效率的重要手段。本文通过描述数字化靶制备系统的设计目标和思想,重点阐述了系统的制造过程和体系结构设计、技术特点、实现方法以及实施和部署方式,并在此基础上,展示了系统成功实施后的部分运行效果与良好的应用前景。     

神光Ⅱ升级装置中靶室系统的稳定性设计与分析

从提高结构稳定性的基本理论出发,给出了神光Ⅱ升级惯性约束聚变(ICF)靶室系统的初始结构方案,并利用有限元方法(FMM)对其进行模态分析,找出靶室系统初始结构的薄弱环节,进而对初始方案进行结构稳定性优化,最后对优化方案进行稳定性分析.优化与分析结果表明,当靶室的壁厚T为50 mm,靶室支脚与垂直方向夹角θ为27.2°,支脚之间布置厚度B为20 mm筋板,筋板空间距离H为120 mm时,靶室系统可以获得很好的稳定性,随机激励作用下的平移均方根值为1.425μm,满足神光Ⅱ升级装置对靶室系统的稳定性指标.     

基于Pro/E的高阶变性椭圆齿轮节曲线的参数化设计

本文通过了解高阶变性椭圆的生成原理,分析高阶变性椭圆的极坐标方程,利用Pro/E三维软件的参数化设计功能,设计出高阶变性椭圆齿轮节曲线的参数化设计步骤。高阶变性椭圆作为一种复杂的曲线,在三维软件中生成具有复杂性和困难性。本位的研究使得不同的高阶变性椭圆在Pro/E中能够快速、便捷的生成。这为高阶变性椭圆齿轮的参数化设计打下坚实的基础。     

基于Pro/E的锥齿轮参数化建模及加工仿真

运用Pro/Engineer三维造型软件建立圆锥齿轮的三维模型,并对其进行参数化,实现不同参数圆锥齿轮模型的自动生成,并利用PowerMill数控加工软件对其进行仿真加工,有效地提高了工作效率,缩短了产品开发周期。     

靶场编组站镜箱温度场稳定性影响及优化分析

激光惯性约束聚变(ICF)装置中靶场编组站镜箱内的温度控制是实现光学元件最小变形,保证光束质量的重要环节。建立靶场编组站镜箱数学和物理模型,采用流体动力学分析软件对靶场编组站镜箱内温度场分布进行了数值模拟,计算结果与实测结果吻合。分析了不同鼓风速度v及鼓风角度θ对镜箱内温度场分布的影响及稳定时间,结果表明鼓风速度越大,镜箱内温度场趋于稳定越快,而风速v大于1.3m/s后,稳定时间的减小不明显;鼓风角度对镜箱内温度场稳定影响较大,有最佳值。当鼓风速度v为1.3m/s,鼓风角度θ为20°时镜箱内温度场稳定时间最短,为77min。且在鼓风机关闭后32min内,镜片温差在允许范围内,最大值为0.009K。     

基于靶式和悬臂梁的FBG流量/温度同时测量研究

提出一种基于靶式结构和悬臂梁结合的新型流量/温度同时测量的光纤Bragg光栅(FBG)传感器。当流体流过传感器,流速的变化引起圆形靶产生应变,应变传递到等强度悬臂梁1上,进而引起粘贴其上的FBG1波长发生改变,而粘贴在悬臂梁2上的FBG2波长不发生改变;流体温度发生变化会引起FBG1、FBG2波长同时发生改变,且波长改变相同;通过测量两光栅的波长,得到流体的流量和温度。在水和蓖麻油实验得到:传感器的流量测量范围分别是400～2200cm3/s和700～1800cm3/s,温度测量范围是0～100℃。