Effect of multi-parameter optimization of water-laser coupling device and nozzle geometry on the stability of water-guided laser beam

物理 喷嘴 激光器 联轴节(管道) 梁(结构) 理论(学习稳定性) 激光束 机械 光学 机械工程 热力学 机器学习 计算机科学 工程类
作者
R.M. Wu,Songlin Nie,Hui Ji,Yueqi Wang,L. H. Lin,Fanglong Yin
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:36 (1) 被引量:1
标识
DOI:10.1063/5.0190127
摘要

The stability of the water jet flow used in water-guided laser processing plays a crucial role in determining the quality of the processing process. The present study aims to investigate the effect of water-laser coupling device and nozzle geometry on the stable length of a water-guided laser beam. A numerical model is developed to analyze the internal flow field within the coupling device. Computational fluid dynamics (CFD) simulations are employed to examine how variations in cone nozzle's length-to-diameter ratio, divergence angle, nozzle aperture, and inlet pressure that affect the flow characteristics of water jet. Subsequently, the Latin Hypercube experimental design method is employed to establish parameter samples and construct a Kriging approximation model for the stable length of water-guided laser beam. The Multiple Island Genetic Algorithm (MIGA) is utilized for global optimization of the approximation model, while CFD methods are employed to analyze and validate the optimization results. Finally, experimental verification was conducted to determine the stable length of water-guided laser beam generated by the optimized cone nozzle structure. The research findings demonstrate that the optimized nozzle structure can compensate for approximately 21 mm in the stable distance of water-guided laser beam under the pressure of 5.0 MPa. This study provides valuable guidance for enhancing the performance and engineering applications of laser micro-jet processing technology.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
fairyinn发布了新的文献求助10
刚刚
孟一完成签到,获得积分10
1秒前
喵喵发布了新的文献求助10
2秒前
robert3324完成签到,获得积分10
3秒前
hbzyydx46发布了新的文献求助20
3秒前
3秒前
斯文败类应助小吴同志采纳,获得10
5秒前
蓝天发布了新的文献求助10
5秒前
Here完成签到,获得积分10
7秒前
ET发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
10秒前
11秒前
悲伤玉米汤完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
shenyihui发布了新的文献求助10
14秒前
852应助123采纳,获得10
14秒前
完美世界应助666采纳,获得10
15秒前
小星星给小星星的求助进行了留言
16秒前
16秒前
酷炫迎波发布了新的文献求助30
16秒前
17秒前
cq220发布了新的文献求助10
18秒前
心随以动发布了新的文献求助10
18秒前
charatanfeng发布了新的文献求助10
18秒前
欢呼曼荷发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
常丽芳完成签到,获得积分10
20秒前
刘才华完成签到 ,获得积分10
21秒前
123发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
24秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
25秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
高分求助中
Shape Determination of Large Sedimental Rock Fragments 2000
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3129758
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2780521
关于积分的说明 7748895
捐赠科研通 2435880
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1294339
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 623673
版权声明 600570