相变动力学在激光烧蚀模拟流体代码中的实现
计算物理
2014-11-11 v1 材料科学
摘要
我们模拟了飞秒激光脉冲（800 nm, 100 fs, 1-100 TW/cm）与金属靶材（Al, Au, Cu 和 Ni）的相互作用。利用包含稳定相和亚稳相的热力学完备双温状态方程，对激光诱导的相变、熔化波传播和材料分解进行了详细分析。观察到了靶材表面的材料蒸发以及向体材料内部快速传播的熔化波。在稀疏过程中，液相变得亚稳态，其寿命利用均匀成核理论进行了估算。由于空洞的生长和汇合，在高应变率下也可能发生靶材的机械破碎。在我们的模拟中观察到了多种烧蚀机制，但发现材料的主要输出源自亚稳态液态。它既可以在临界点附近分解为气液混合物，也可以在高应变率和负压下分解为液滴。模拟结果与现有实验相符。
引用
@article{arxiv.1411.2241,
title = {Implementation of kinetics of phase transitions into hydrocode for simulation of laser ablation},
author = {Mikhail E. Povarnitsyn and Pavel R. Levashov and Konstantin V. Khishchenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.2241},
year = {2014}
}
备注
9 pages, 7 figures; High-Power Laser Ablation VII, 20-24 April 2008, Taos, New Mexico, USA