石英玻璃合成爐的CFD仿真.pdf

1、大型激光系統(tǒng)在激光傳輸過程中光路長、光學表面多，如果光學元件折射率不均勻，會由于積累作用而產生較大的靜態(tài)波前誤差，從而影響激光系統(tǒng)輸出光束的質量，造成激光裝置的輸出能力達不到裝置的設計要求。光學元件的折射率均勻性不僅取決于加工精度，還受到材料本身的制約。石英玻璃作為光學元件的重要材料，其光學均勻性受溶解其中的根離子濃度和制備時的溫度及冷卻速率影響。石英玻璃制備工藝采用化學氣相沉積(CVD)法在合成爐內實現，合成爐的工作過程涉及到復雜的物

2、理化學過程，如湍流、燃燒、輻射、兩相流等等，對其精確模擬較為困難。目前國外對石英玻璃的CFD仿真已經做了若干工作，而國內卻鮮有研究。
　　本文采用商業(yè)軟件STAR-CD對石英玻璃實際生產設備和工藝進行了CFD數值模擬，并且通過編寫用戶程序優(yōu)化了軟件的擴散模型和輻射模型。模擬結果輸出了料頭表面溫度和各主要組分摩爾分數，并通過CHEMKIN軟件進一步計算出料頭表面根離子濃度分布。燃燒器、合成爐的設計結構以及生產工藝參數決定石英玻璃光學