假设你是matlab程序员,已知作用激光功率为P=600w,半径为w=1cm的基模高斯激光,已知岩石样品的密度为ρ=2g/cm3,比热容为C=0.75J/(g.K),热传导系数为K=4.4W/(m.K),假设岩石对光吸收率为η=0.6,岩石为长10cm,宽10cm,高15cm的长方体体,初始温度T0=300K,边界条件为第二类边界条件,根据matlab软件利用有限差分法计算激光以v=0.13cm/s的速度,照射3s后的岩石表面沿移动方向二维的温度场和应力场
时间: 2023-06-18 11:02:33 浏览: 47
这是一个比较复杂的问题,需要用到热传导方程和应力方程,同时还需要进行二维有限差分计算。以下是一个大致的算法流程:
1. 计算岩石体积和质量:V=10*10*15=1500cm^3, M=ρ*V=3000g
2. 计算激光功率密度:I=P/(π*w^2)=191012.5W/cm^2
3. 计算吸收光能量:E=I*η*π*w^2*t=9832.8J
4. 根据热传导方程和有限差分法,建立岩石温度场的差分方程
5. 根据应力方程和有限差分法,建立岩石应力场的差分方程
6. 根据第二类边界条件,处理岩石边界的温度和应力
7. 对差分方程进行迭代计算,得到岩石表面沿移动方向二维的温度场和应力场
8. 可以用matlab的图形界面对结果进行可视化展示
以上是一个大致的算法流程,具体实现细节还需根据具体情况进行调整。
相关问题
假设你是matlab程序员,已知作用激光功率为P=600w,半径为w=1cm的基模高斯激光,已知岩石样品的密度为ρ=2g/cm3,比热容为C=0.75J/(g.K),热传导系数为K=4.4W/(m.K),假设岩石对光吸收率为η=0.6,岩石为长10cm,宽10cm,高15cm的长方体体,初始温度T0=300K,边界条件为第二类边界条件,根据matlab软件利用有限差分法计算激光以v=0.13cm/s的速度,照射3s后的岩石表面沿移动方向温度场和应力场
这道题需要用到热传导方程,可以用有限差分法进行求解。步骤如下:
1. 定义模拟区域和边界条件。根据题目,模拟区域为长10cm,宽10cm,高15cm的长方体体,边界条件为第二类边界条件。
2. 定义参数。根据题目,已知作用激光功率为P=600w,半径为w=1cm的基模高斯激光,岩石样品的密度为ρ=2g/cm3,比热容为C=0.75J/(g.K),热传导系数为K=4.4W/(m.K),假设岩石对光吸收率为η=0.6。
3. 离散化热传导方程。将热传导方程进行离散化,得到差分方程。
4. 迭代求解。使用迭代方法,将差分方程带入求解,得到每个点的温度和应力。
5. 可视化结果。将结果可视化,得到激光照射3s后的岩石表面沿移动方向的温度场和应力场。
由于题目涉及到很多细节,这里只提供一个大致思路,具体实现需要根据具体情况进行调整和修改。
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