Nanosecond laser high-precision fabrication of microgrooves on TC4 surface: Morphology simulation and drag reduction performance of microgrooves

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作者
Xulin Wang,Jian-wei Ma,Zhenyuan Jia,Chuanheng Gui,Xiaoqian Qi,Wei Liu
出处
期刊:Journal of Laser Applications [Laser Institute of America]
卷期号:34 (4) 被引量:1
标识
DOI:10.2351/7.0000745
摘要

With the increasing global awareness of environmental protection, higher requirements are also placed on the fuel consumption rate of aircraft. Microgrooves can reduce the near-wall frictional resistance of aircraft to save fuel, which has become the focus of research in the aviation industry. To realize the low-cost and high-precision fabrication of microgrooves with drag reduction effect, an efficient and high-precision numerical simulation method for nanosecond pulsed laser etching TC4 titanium alloy is studied. A laser processing strategy is formulated. Furthermore, an efficient and high-precision computational fluid dynamics simulation method is studied to verify the drag reduction effect of microgrooves. The research results show that the size error of prepared microgrooves is less than 2%, and their drag reduction rate is as high as 9.6%, which verifies the validity and reliability of the research method in this paper. This work can guide the design of high-density functional microstructures and their high-efficiency and high-precision fabrication. The research results can provide technical parameters for aircraft drag reduction, which has essential engineering practical value.
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