直接液冷侧面泵浦Ti:Sapphire激光器的热效应分析

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作者 王柯 杨奕萱 +7 位作者 周雅诵 郭广妍 叶志斌 董士远 王惟泽 邓可然 蒋茂华 易家玉 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第15期190-198,共9页

建立多物理场模型,对直接液冷侧面泵浦Ti:Sapphire薄片激光器的热效应进行了分析。对侧面非均匀泵浦下薄片的温度分析指出:泵浦光在薄片内的全反射传输并未引起温度的剧烈起伏;流体的热边界层厚度远远小于流体厚度的一半,则相邻两片薄... 建立多物理场模型,对直接液冷侧面泵浦Ti:Sapphire薄片激光器的热效应进行了分析。对侧面非均匀泵浦下薄片的温度分析指出:泵浦光在薄片内的全反射传输并未引起温度的剧烈起伏;流体的热边界层厚度远远小于流体厚度的一半,则相邻两片薄片之间不存在热串扰。对热安全性的分析指出,随着热功率的增加,既定工况下激光器的热安全性受到了固液界面温度的限制,先于薄片的热应力达到瓶颈;断裂应力限制下Ti:Sapphire薄片的热负载功率为4.43 kW,是相同工况下Nd:YAG的4.92倍。对热致波前畸变的分析指出:由于热边界层很薄,虽然流体的热光系数是薄片的数十倍,但是流体所引入的波前畸变不一定占主导地位;流体热光效应致波前畸变与薄片介质热光效应、热变形的影响相互补偿,预示着通过优化设计可大幅提升光束质量。 展开更多

关键词 薄片激光器 直接液冷 浸入式激光器 热效应 热致波前畸变

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直接液冷端面泵浦Nd:YLF薄片激光器热效应分析

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作者 杨奕萱 周雅诵 +5 位作者 郭广妍 董士远 王惟泽 邓可然 蒋茂华 王柯 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第15期230-238,共9页

直接液冷端面均匀泵浦薄片激光器具有高光束质量输出潜质,针对制约其高光束质量输出的热致波前畸变难题,基于流体力学层流模型开展了热效应分析。通过对比理想的满口径泵浦和实际的非满口径泵浦两种热加载条件下的温度分布和波前畸变,... 直接液冷端面均匀泵浦薄片激光器具有高光束质量输出潜质,针对制约其高光束质量输出的热致波前畸变难题,基于流体力学层流模型开展了热效应分析。通过对比理想的满口径泵浦和实际的非满口径泵浦两种热加载条件下的温度分布和波前畸变,指出冷却液沿流动方向的热量累积使激光器产生了沿流动方向的波前畸变,沿薄片横向在泵浦边缘位置处温度的陡然下降造成了激光波前的严重恶化,实验结果也验证了这一结论。另外,热安全性评估指出,单薄片最大热负载受到薄片应力的限制,先于固液界面温升达到瓶颈;热致波前畸变分析指出,Nd:YLF薄片热变形致波前畸变可忽略不计、流体热光效应是波前畸变主要来源。 展开更多

关键词 薄片激光器 直接液冷 浸入式激光器 热效应 热致波前畸变

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直接液体冷却薄片激光器中抽运光均匀性对光束波前畸变的影响 被引量：3

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作者 叶志斌 江舒 +3 位作者 王海伦 吴飞 邓小雷 王建晓 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期140-150,共11页

近年来,直接液体冷却薄片激光器因其体积功率比小,热管理能力强等优势而成为研究热点.本文建立了一套直接液体冷却薄片激光器波前畸变的分析方法.应用该方法研究了直接液体冷却薄片激光器中抽运光均匀性对光束波前畸变的影响.计算分析... 近年来,直接液体冷却薄片激光器因其体积功率比小,热管理能力强等优势而成为研究热点.本文建立了一套直接液体冷却薄片激光器波前畸变的分析方法.应用该方法研究了直接液体冷却薄片激光器中抽运光均匀性对光束波前畸变的影响.计算分析了均匀性为92%,80%和70%,且总的抽运功率不变时,激光器高阶像差分布情况.随着均匀性逐渐减弱,激光器中高阶像差逐渐增强,低阶像差量基本保持不变.实验中,设计加入波导和未加入波导结构,构建了均匀性为92%和70%的抽运光分布,分别测量了两种情况下的波前抖动情况以及波前畸变分布,抽运功率为5 kW时,测量获得了整个增益模块的光程差高阶分量(OPD_(H)),其畸变量均方根(RMS)值为0.66μm和0.79μm,实验结果和理论分析结果基本趋势一致. 展开更多

关键词 激光器 直接液体冷却 波前畸变

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直接液体冷却薄片固体激光器研究进展 被引量：3

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作者 叶志斌 陈勇 +3 位作者 涂波 王柯 尚建力 于益 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期929-934,共6页

在高能固体激光器中,通常每增加一片增益介质都要增加与其对应的一整套冷却系统,随着高能固体激光器功率的进一步提高,激光器系统体积越来越庞大,并且对激光器的热管理提出了越来越高的要求。直接液体冷却薄片固体激光器因其优越的热管... 在高能固体激光器中,通常每增加一片增益介质都要增加与其对应的一整套冷却系统,随着高能固体激光器功率的进一步提高,激光器系统体积越来越庞大,并且对激光器的热管理提出了越来越高的要求。直接液体冷却薄片固体激光器因其优越的热管理及非常小的体积输出功率比,近年来成为新型固体激光器研究的热点。本文介绍了直接液体冷却薄片固体激光器概念的提出,阐述了该类激光器的特性,并提出了该类激光器的分类。分析了两类直接液体冷却薄片固体激光器的研究进展以及在获取高光束质量方面的技术挑战。 展开更多

关键词 激光器 薄片 直接液体冷却 冷却液

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直接液体冷却薄片激光器设计 被引量：3

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作者 叶志斌 涂波 +3 位作者 王柯 尚建力 于益 邓小雷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期67-74,共8页

详细讨论了直接液体冷却薄片激光器的设计。包括增益模块中晶体和冷却液的选取,以及流道结构的设计,分析了增益模块中两类组合方式各自的优缺点。组合方式一中,需要严格控制激光的入射角以及晶体的切割角,给出了具体的计算和分析。组合... 详细讨论了直接液体冷却薄片激光器的设计。包括增益模块中晶体和冷却液的选取,以及流道结构的设计,分析了增益模块中两类组合方式各自的优缺点。组合方式一中,需要严格控制激光的入射角以及晶体的切割角,给出了具体的计算和分析。组合方式二无需特别选取角度,然而所选的冷却液的折射率要与晶体的折射率尽可能一致。在抽运方式选取方面,分析了采用端面抽运和侧面抽运对激光器储能以及像差等方面的影响。最终,理论分析了采用10片Nd:YLF作为增益介质,折射率匹配液作为冷却液,在抽运功率为5kW时,激光器输出功率大于1kW,光-光效率大于20%,理论分析和实验结果基本一致。 展开更多

关键词 激光器 薄片 直接液体冷却 冷却液

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基于液体直接冷却的薄片固体激光器研究 被引量：2

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作者 叶志斌 涂波 +2 位作者 王柯 于益 尚建力 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期451-458,共8页

详细研究了直接液体冷却薄片固体激光器的关键技术,主要包括增益模块内流道结构的设计、薄片增益介质的装夹方式的选择等。从流场的流动状态和流道换热能力的角度出发分析了增益模块内流道结构的设计;对比分析了采用“软装夹”和“硬装... 详细研究了直接液体冷却薄片固体激光器的关键技术,主要包括增益模块内流道结构的设计、薄片增益介质的装夹方式的选择等。从流场的流动状态和流道换热能力的角度出发分析了增益模块内流道结构的设计;对比分析了采用“软装夹”和“硬装夹”对增益介质热应力和增益介质所能承受最大抽运功率的不同影响,计算结果表明,采用“软装夹”增益介质所能承受的抽运功率大约是“硬装夹”的8倍。最终,基于课题组所研制的1kW量级直接液体冷却薄片固体激光器对其关键技术进行分析总结。 展开更多

关键词 激光器 薄片 直接液体冷却 冷却液

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直接接触冷板式液冷在数据中心的运用探讨 被引量：15

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作者 肖新文 曾春利 邝旻 《制冷与空调》 2018年第6期67-72,共6页

为了打造真正的绿色数据中心,实现在数据中心制冷系统上节能减排,本文介绍了一种二次侧集中循环直接接触冷板式液冷系统;引入了该系统的设计流程,对同一机房采用不同制冷空调方案进行了节能对比,同时对不同液冷系统进行了性能分析,通过... 为了打造真正的绿色数据中心,实现在数据中心制冷系统上节能减排,本文介绍了一种二次侧集中循环直接接触冷板式液冷系统;引入了该系统的设计流程,对同一机房采用不同制冷空调方案进行了节能对比,同时对不同液冷系统进行了性能分析,通过对比及分析结果表明:无论是在既有数据中心改造还是在新建数据中心项目中采用该液冷系统都具有巨大优势。 展开更多

关键词 数据中心 芯片液冷 直接接触冷板式液冷

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基于模糊PID算法的动力电池液体冷却策略 被引量：11

8

作者 马彦 丁浩 +1 位作者 牟洪元 陈虹 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期549-560,共12页

为防止动力电池组温度过高、温度均匀性差影响其性能和电动汽车运行安全,必须对其采取有效的冷却策略.本文提出了一种基于模糊PID算法的动力电池组直接式液体冷却策略.首先,根据Bernardi生热率模型和牛顿冷却定律,建立了电池内阻随温度... 为防止动力电池组温度过高、温度均匀性差影响其性能和电动汽车运行安全,必须对其采取有效的冷却策略.本文提出了一种基于模糊PID算法的动力电池组直接式液体冷却策略.首先,根据Bernardi生热率模型和牛顿冷却定律,建立了电池内阻随温度变化、对流换热系数随冷却液流速变化的单体电池集中质量热模型.然后,利用冷却液单向流动的温度变化特性递推出电池组集中质量热模型,并对其准确性进行验证.考虑到电池组热模型的非线性和时变特性,设计了基于模糊PID算法的液体冷却策略.最后,将该冷却策略用于电池组冷却系统,仿真结果表明,与传统PID冷却策略相比,模糊PID冷却策略可以缩短系统调节时间、减小电池组温度不一致性、提高抵抗电流扰动的能力,具有更好的冷却效果. 展开更多

关键词 锂离子电池 集中质量热模型 直接式液冷 模糊PID算法

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液冷与动态自然冷却的综合运用技术探讨 被引量：10

9

作者 肖新文 《制冷与空调（四川）》 2018年第6期636-642,共7页

介绍了数据中心二次侧集中循环直接接触冷板式液冷系统及动态自然冷却空调系统的组成,提出了两者综合运用的制冷散热系统架构。以位于北京的某样本高密度数据中心为例进行方案配置,并假设数据中心满负载的情况下对散热系统进行年运行功... 介绍了数据中心二次侧集中循环直接接触冷板式液冷系统及动态自然冷却空调系统的组成,提出了两者综合运用的制冷散热系统架构。以位于北京的某样本高密度数据中心为例进行方案配置,并假设数据中心满负载的情况下对散热系统进行年运行功耗计算,通过计算得出该样本数据中心的p PUE值仅为1.09,可实现数据中心高效节能运行,指出采用冷板散热占比大的服务器,降低自然冷却空调系统的干冷器功率可进一步提高综合运用系统的能效。 展开更多

关键词 数据中心 直接接触冷板式液冷 动态自然冷却 综合运用 节能

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动力锂电池组液冷散热分析及优化 被引量：9

10

作者 邱翔 陈诚 +1 位作者 李家骅 徐文泰 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第4期501-504,共4页

为解决动力锂电池组散热问题,建立三维生热与传热模型进行数值计算。在1 C、2 C、3 C放电倍率下,计算结果与实验数据进行了对比,表明了电池仿真模型的准确性与适用性。再以3 C放电倍率为基础,进一步数值分析电池散热系统的传热及直接液... 为解决动力锂电池组散热问题,建立三维生热与传热模型进行数值计算。在1 C、2 C、3 C放电倍率下,计算结果与实验数据进行了对比,表明了电池仿真模型的准确性与适用性。再以3 C放电倍率为基础,进一步数值分析电池散热系统的传热及直接液冷的冷却;为提高冷却效率,将原平滑壁面改为肋条结构,数值计算结果表明,从无肋条到肋条高度为10 mm,电池单体的最高温度降低了13.1℃,降低30%;单体的最大温度降低了12.7℃,降低74.3%;电池间的最大温差降低了13.1℃,降低了72.8%,有效地提升了电池温度的均匀性,使电池组工作的温度控制在合理的范围之内。 展开更多

关键词 动力锂电池 直接液冷 肋条

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直接接触冷板式液冷在数据中心的节能分析 被引量：9

11

作者 肖新文 《建筑科学》 CSCD 北大核心 2019年第6期82-90,共9页

对分布在不同热工区属的中国36个城市中配置二次侧集中循环直接接触冷板式液冷辅助精密空调风冷散热系统的样本数据中心进行节能分析。建立了能耗计算模型,计算出不同城市的制冷散热系统的年部分电能使用效率(partial power usage effec... 对分布在不同热工区属的中国36个城市中配置二次侧集中循环直接接触冷板式液冷辅助精密空调风冷散热系统的样本数据中心进行节能分析。建立了能耗计算模型,计算出不同城市的制冷散热系统的年部分电能使用效率(partial power usage effectiveness,pPUE)值,计算结果显示所有样本城市的pPUE值均低于1.13,系统节能且全国各地都适用。分析发现:pPUE值与系统中极端低温决定的乙二醇溶液浓度基本成本正比,浓度越高pPUE值越高;而同一气象区属城市采用直接接触冷板式液冷后系统的pPUE值降低率则与海拔高度基本成正比关系,海拔越高pPUE值降低率越高,采用液冷的节能效益越发凸显;降低风冷散热比例及提高风冷散热能效可进一步降低该系统pPUE值。 展开更多

关键词 数据中心 直接接触液冷 节能分析 乙二醇溶液浓度 pPUE值降低率

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多芯片组件的热控制技术 被引量：3

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作者 罗秀江 陈伟元 王豪才 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期19-22,共4页

热控制在多芯片组件（MCM）设计中有着极为重要的作用。与此有关的热问题，通过在封装中改善内部热传导路径以及改进外部冷却技术而得到解决。笔者对若干著名实用系统的热设计作了比较分析，回顾了20多年来MCM热控制技术的发展，并对直... 热控制在多芯片组件（MCM）设计中有着极为重要的作用。与此有关的热问题，通过在封装中改善内部热传导路径以及改进外部冷却技术而得到解决。笔者对若干著名实用系统的热设计作了比较分析，回顾了20多年来MCM热控制技术的发展，并对直接浸液冷却、空气冷却和液冷式冷却等技术的优势、限制及其发展前景作了综述。 展开更多

关键词 多芯片组件 热控制 热设计 微电子

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基于液冷管理技术的储能电池系统研究现状

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作者 巩智利 《河南科技》 2024年第16期80-83,共4页

[目的]储能电池对温度敏感,需要精确的电池管理系统以保持电池组的最佳工作温度范围和温度的均一性,进而提高电池系统的性能和使用寿命,因此,对基于液冷管理技术的储能电池系统进行研究具有重要意义。[方法]通过分析温度对电池性能的影... [目的]储能电池对温度敏感,需要精确的电池管理系统以保持电池组的最佳工作温度范围和温度的均一性,进而提高电池系统的性能和使用寿命,因此,对基于液冷管理技术的储能电池系统进行研究具有重要意义。[方法]通过分析温度对电池性能的影响,介绍了各种电池热管理技术,并从间接接触、直接接触两方面综述了液冷管理技术的研究现状,对比了两种冷却方式的优缺点。[结果]间接液冷的优化主要集中在冷却系统的流道结构、夹套、冷板和冷却介质的改进,直接液冷的研究重点在于冷却介质的优化。[结论]研究结果可为开发基于液冷管理技术的储能电站提供技术指导。 展开更多

关键词 储能电池 热管理 间接液冷 直接液冷

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