射频放电驱动全气相氧碘激光器的多物理场耦合数值研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11705207
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2907.低温等离子体
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

In comparison with chemical oxygen-iodine laser, electric oxygen-iodine laser (EOIL) currently becomes a research focus due to its advantages of all-gas-phase, safety, no water vapor and long-time continuous operation. However, due to the processes of plasma dynamics, fluid dynamics and power abstraction in EOIL, and their strong coupled interrelationship, the mechanisms of collisional energy transfer between the singlet oxygen and iodine molecule are not fully understood, thus a higher energy efficiency could not be further advanced. The present program is aimed at all-gas-phase oxygen-iodine laser driven by radio frequency discharge, and the following contents are studied by the coupled multi-physics simulation method: Numerical simulation of the singlet oxygen and iodine production by RF discharge, which includes the elementary reaction process and optimization method of electrode configuration; Coupled simulation of inner fluid field with plasma, which includes the ways of parameters transfer like temperature, pressure, momentum and mass; Coupled simulation of inner fluid field with optical field in the cavity, which includes power abstraction and gain recovery. The present program is aimed at revealing the kinetic mechanism of the coupled multi-physics among plasma dynamics, fluid dynamics and optical field, in order to lay foundations for further improving the power efficiency of EOIL and developing new type lasers driven by electric discharge.
与氧碘化学激光器相比,电激励氧碘激光器以其全气相、安全性、无水蒸气和长时间连续运转等优点,成为当前的研究热点。然而,由于该体系包含等离子体、流体和光提取等过程,且各个过程之间存在相互影响和作用的耦合关系,使得对单重态氧与碘原子的碰撞传能机理认识不够充分,未能在实验上获得高的能量效率。本项目以射频放电驱动全气相氧碘激光器为研究对象,拟采用多物理场耦合的数值方法开展以下研究:射频放电产生单重态氧和碘原子,包括基元动力学过程和放电结构优化方式;等离子体与内流场的耦合计算,包括温度、压力、动量和质量等参数传递方式;光腔区光场与流场的耦合计算,包括光能提取动力学和增益恢复机制。本项目旨在揭示电激励氧碘激光器中的等离子体、内流场和光场的多物理场耦合动力学机制,为有效提升电激励氧碘激光器的能量效率和研制新型电激励激光器奠定理论和技术基础。

结项摘要

电激励氧碘激光器以其全气相、安全性和长时间连续运转等优点,使其易于实现封闭式全循环运转,对实现氧碘激光器的小型化、轻量化具有重要意义。然而,该体系包含复杂的等离子体、流体和光提取等过程,且各过程之间存在较强的耦合作用关系,未能在实验上获得高的能量效率。因此,本项目以射频放电驱动全气相氧碘激光器为研究对象,建立了EOIL多物理场耦合模型并完成了数值模拟仿真研究,发展和完善了单重态氧和碘原子产生的放电结构和激励方式、以及激光谐振腔工艺方案的优化设计,阐明了射频放电EOIL中等离子体与化学流场的相互作用机制和光腔区增益恢复机理,为EOIL高效产生单重态氧和碘原子、增强激光能量提取效率以及研制新型电激励激光器提供了理论依据和指导。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(8)
Propagation of partially coherent four-petal elliptic Gaussian vortex beams in atmospheric turbulence
大气湍流中部分相干四瓣椭圆高斯涡旋光束的传播
  • DOI:
    10.1364/oe.26.030061
  • 发表时间:
    2018-11-12
  • 期刊:
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Wu, Kenan;Huai, Ying;Jin, Yuqi
  • 通讯作者:
    Jin, Yuqi

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其他文献

大气压射频等离子体化学气相沉积TiO2体系的发射光谱诊断
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Acta Physico - Chimica Sinica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    常大磊;李小松;赵天亮;朱爱民
  • 通讯作者:
    朱爱民
含水量对连铸铜包钢在大港土壤中腐蚀行为的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国腐蚀与防护学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱敏;杜翠薇;黄亮;刘智勇;赵天亮;李琼;李晓刚
  • 通讯作者:
    李晓刚
Al-Nb-B细化纯镁原位拉伸变形机制及其断裂机理
  • DOI:
    10.11817/j.ysxb.1004.0609.2021-36656
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国有色金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    武昌;赵天亮;许晋;罗群;李谦
  • 通讯作者:
    李谦
交流电流密度对X65钢在碳酸盐/碳酸氢盐溶液中腐蚀行为的影响
  • DOI:
    10.13374/j.issn1001-053x.2014.08.013
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    北京科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱敏;杜翠薇;李晓刚;刘智勇;赵天亮;李琼;贾静焕
  • 通讯作者:
    贾静焕
交流电频率对X65钢在CO_3~(2-)/HCO_3~-溶液中腐蚀行为的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    材料工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱敏;杜翠薇;李晓刚;刘智勇;赵天亮;李建宽;胡杰珍
  • 通讯作者:
    胡杰珍

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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