First-principles modeling of laser-matter interaction and plasma dynamics in nanosecond pulsed laser shock processing

2018

Жабық қол жеткізу Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1063/1.5021894
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Nanosecond pulsed laser shock processing (LSP) techniques, including laser shock peening, laser peen forming, and laser shock imprinting, have been employed for widespread industrial applications. In these processes, the main beneficial characteristic is the laser-induced shockwave with a high pressure (in the order of GPa), which leads to the plastic deformation with an ultrahigh strain rate (105–106/s) on the surface of target materials. Although LSP processes have been extensively studied by experiments, few efforts have been put on elucidating underlying process mechanisms through developing a physics-based process model. In particular, development of a first-principles model is critical for process optimization and novel process design. This work aims at introducing such a theoretical model for a fundamental understanding of process mechanisms in LSP. Emphasis is placed on the laser-matter interaction and plasma dynamics. This model is found to offer capabilities in predicting key parameters including electron and ion temperatures, plasma state variables (temperature, density, and pressure), and the propagation of the laser shockwave. The modeling results were validated by experimental data.