Thermal history due to laser heating of solid surfaces
Using the finite integral transformation along the spatial Cartesian coordinates, an analytical expression for calculating the temperature distribution T (x, y, z) due to laser pulses in a solid located in the half-space z<0 is obtained. The numerical calculations show that a uniform warming...
Saved in:
| Published in: | Поверхность |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/82169 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Thermal history due to laser heating of solid surfaces / O.Yu. Semchuk, L.B. Lerman, M. Willander, O. Nur // Поверхность. — 2011. — Вип. 3 (18). — С. 7-12. — Бібліогр.: 21 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862576489050931200 |
|---|---|
| author | Semchuk, O.Yu. Lerman, L.B. Willander, M. Nur, O. |
| author_facet | Semchuk, O.Yu. Lerman, L.B. Willander, M. Nur, O. |
| citation_txt | Thermal history due to laser heating of solid surfaces / O.Yu. Semchuk, L.B. Lerman, M. Willander, O. Nur // Поверхность. — 2011. — Вип. 3 (18). — С. 7-12. — Бібліогр.: 21 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Поверхность |
| description | Using the finite integral transformation along the spatial Cartesian coordinates, an analytical expression for calculating the temperature distribution T (x, y, z) due to laser pulses in a solid located in the half-space z<0 is obtained. The numerical calculations show that a uniform warming of the body surface takes place only during a part of the pulse duration. Deep inside the solid, the maximum temperature value compared to the surface takes place with a time delay. This time delay depends on the heat wave propagation velocity. Along with heat penetration into the solid, a maximum temperature zone degradation process takes place. Cooling velocity in the upper layers appears to be higher than that in the deeper layers. However, the cooling period in deeper layers is less than that in upper layers. The results obtained are qualitatively consistent with published experimental data.
За допомогою кінцевого інтегрального перетворення по декартових координатах в площині поверхні отримано аналітичний вираз для розподілу температури Т(x,y,z) в зразку, що займає напівпростір z<0. Проведені чисельні розрахунки показали, що в більш глибоких шарах значення температури досягається пізніше, ніж на поверхні, оскільки нижніх шарів теплова хвиля досягає пізніше. Швидкість охолодження нижніх шарів менша, ніж верхніх. Крім того, чисельні розрахунки показали, що максимальна температура на заданій глибині слабко залежить від форми розподілу інтенсивності в лазерному пучку. Отримані результати якісно співпадають з експериментальними даними.
С помощью конечного интегрального преобразования по декартовым координатам в плоскости поверхности получено аналитическое выражение для распределения температуры Т(x,y,z) в образце, занимающем полупространство z<0. Проведенные численные расчеты показали, что в более глубоких слоях максимальное значение температуры достигается позже, чем на поверхности, поскольку в нижние слои тепловая волна доходит позже. Скорость охлаждения верхних слоев оказывается больше, чем нижних, однако время охлаждения нижних слоев меньше, чем верхних. Кроме того, численные расчеты показали, что максимальная температура на заданной глубине слабо зависит от формы распределения интенсивности в лазерном пучке. Полученные результаты качественно совпадают с экспериментальными данными.
|
| first_indexed | 2025-11-26T14:05:10Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-82169 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0106 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-11-26T14:05:10Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Semchuk, O.Yu. Lerman, L.B. Willander, M. Nur, O. 2015-05-26T14:50:22Z 2015-05-26T14:50:22Z 2011 Thermal history due to laser heating of solid surfaces / O.Yu. Semchuk, L.B. Lerman, M. Willander, O. Nur // Поверхность. — 2011. — Вип. 3 (18). — С. 7-12. — Бібліогр.: 21 назв. — англ. XXXX-0106 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/82169 535:537:539:546 Using the finite integral transformation along the spatial Cartesian coordinates, an analytical expression for calculating the temperature distribution T (x, y, z) due to laser pulses in a solid located in the half-space z<0 is obtained. The numerical calculations show that a uniform warming of the body surface takes place only during a part of the pulse duration. Deep inside the solid, the maximum temperature value compared to the surface takes place with a time delay. This time delay depends on the heat wave propagation velocity. Along with heat penetration into the solid, a maximum temperature zone degradation process takes place. Cooling velocity in the upper layers appears to be higher than that in the deeper layers. However, the cooling period in deeper layers is less than that in upper layers. The results obtained are qualitatively consistent with published experimental data. За допомогою кінцевого інтегрального перетворення по декартових координатах в площині поверхні отримано аналітичний вираз для розподілу температури Т(x,y,z) в зразку, що займає напівпростір z<0. Проведені чисельні розрахунки показали, що в більш глибоких шарах значення температури досягається пізніше, ніж на поверхні, оскільки нижніх шарів теплова хвиля досягає пізніше. Швидкість охолодження нижніх шарів менша, ніж верхніх. Крім того, чисельні розрахунки показали, що максимальна температура на заданій глибині слабко залежить від форми розподілу інтенсивності в лазерному пучку. Отримані результати якісно співпадають з експериментальними даними. С помощью конечного интегрального преобразования по декартовым координатам в плоскости поверхности получено аналитическое выражение для распределения температуры Т(x,y,z) в образце, занимающем полупространство z<0. Проведенные численные расчеты показали, что в более глубоких слоях максимальное значение температуры достигается позже, чем на поверхности, поскольку в нижние слои тепловая волна доходит позже. Скорость охлаждения верхних слоев оказывается больше, чем нижних, однако время охлаждения нижних слоев меньше, чем верхних. Кроме того, численные расчеты показали, что максимальная температура на заданной глубине слабо зависит от формы распределения интенсивности в лазерном пучке. Полученные результаты качественно совпадают с экспериментальными данными. en Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України Поверхность Теория химического строения и реакционной способности поверхности. Моделирование процессов на поверхности Thermal history due to laser heating of solid surfaces Теплова історія при лазерному нагріві поверхні твердого тіла Тепловая история при лазерном нагреве поверхности твердого тела Article published earlier |
| spellingShingle | Thermal history due to laser heating of solid surfaces Semchuk, O.Yu. Lerman, L.B. Willander, M. Nur, O. Теория химического строения и реакционной способности поверхности. Моделирование процессов на поверхности |
| title | Thermal history due to laser heating of solid surfaces |
| title_alt | Теплова історія при лазерному нагріві поверхні твердого тіла Тепловая история при лазерном нагреве поверхности твердого тела |
| title_full | Thermal history due to laser heating of solid surfaces |
| title_fullStr | Thermal history due to laser heating of solid surfaces |
| title_full_unstemmed | Thermal history due to laser heating of solid surfaces |
| title_short | Thermal history due to laser heating of solid surfaces |
| title_sort | thermal history due to laser heating of solid surfaces |
| topic | Теория химического строения и реакционной способности поверхности. Моделирование процессов на поверхности |
| topic_facet | Теория химического строения и реакционной способности поверхности. Моделирование процессов на поверхности |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/82169 |
| work_keys_str_mv | AT semchukoyu thermalhistoryduetolaserheatingofsolidsurfaces AT lermanlb thermalhistoryduetolaserheatingofsolidsurfaces AT willanderm thermalhistoryduetolaserheatingofsolidsurfaces AT nuro thermalhistoryduetolaserheatingofsolidsurfaces AT semchukoyu teplovaístoríâprilazernomunagrívípoverhnítverdogotíla AT lermanlb teplovaístoríâprilazernomunagrívípoverhnítverdogotíla AT willanderm teplovaístoríâprilazernomunagrívípoverhnítverdogotíla AT nuro teplovaístoríâprilazernomunagrívípoverhnítverdogotíla AT semchukoyu teplovaâistoriâprilazernomnagrevepoverhnostitverdogotela AT lermanlb teplovaâistoriâprilazernomnagrevepoverhnostitverdogotela AT willanderm teplovaâistoriâprilazernomnagrevepoverhnostitverdogotela AT nuro teplovaâistoriâprilazernomnagrevepoverhnostitverdogotela |