脉冲激光烧蚀氩晶体颗粒的分子动力学模拟.pdfVIP

上 海 理 工 大 学 学报 第37卷 第 3期 J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnology Vo1．37 No．3 2015 文章编号：1007—6735(2015)03—0245—06 DOI：10．13255／j．enki．jusst．2015．O3．008 脉冲激光烧蚀氩晶体颗粒的分子动力学模拟 梁小龙， 李 凌 (上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093) 摘要：采用分子动力学方法对氩晶体颗粒在皮秒脉冲激光照射下内部发生的传热过程以及相变现 象进行模拟研究．通过记录氩原子速度和原子位置随时间的变化情况分析 了颗粒 内热量的传递过 程，并计算了单位体积内氩原子数 目的空间分布情况以及随时问的变化规律，从而分析了颗粒 内部 的相变过程．研究结果表明：当激光强度较低时，晶体 内部仅仅发生传热过程而没有熔化发生，加入 的激光能量随时间由外向内传递；当激光强度增加到足够晶体熔化的时候会发生相变，此时固液相 态之间并没有明显的界面，而是存在一个纳米级别的过渡区域；当照射的激光强度增加时，过渡区 域的移动速度和移动深度都将增加． 关键词：分子动力学；脉冲激光；相变；温度分布 中图分类号：0532 ．25 文献标志码 ：A MolecularDynam icsSimulation ofArgonCrystalParticle IrradiatedbyPulsedLaser LIANGXiaolong， LILing (SchoolofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaifoScienceandTechnology，Shanghai200093，China) Abstract．．Thephenomenaofheattransferandphasechangeofsolidargoncrystalirradiatedby pulsedlaserwasstudiedthroughthemoleculardynamicssimulation．Inordertoanalyzetheprocess ofheattransferinsidetheparticle，thechangesofvelocitiesandlocationsofatomswererecordedat differenttime．Thentheprocessofphaesschangewasdiscusesdthroughanalyzingthevariationof thenumberofargonmoleculesperunitvolume．Thecalculationresultsshow thatwhenthelaesr intensityislow，nomeltingwillhappen．Whenthelaserenergyisincreasedenough，thephaes changeoccursandatransitiona1areaofnanometerlevelinsteadofaclear interfaceisrevealed betweensolidandliquidphase．Themovingspeedandmoveddepthofthetransitionzoneincreaes withtheincreasingoflaserintensity． Keywords：moleculardynamics；pulsedlaser；phasechange；temperaturedistribution 收稿 日期 ：2014-05—03 基金项 目：国家自然科学基金资助项 目 第一作者：梁小龙 (1989一)，男 ，硕士研究生．研究方向：微尺度传热．E—mail：liangxiaolongeu@163．corn 通信作者：李 凌(1976一)，女，副教授．研究方向：微尺度传热．E-mail：liling@usst．edu．cn