高功率激光放大器性能仿真系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、大口徑釹玻璃片狀放大器是高功率激光裝置的核心單元，但體積龐大、造價(jià)昂貴、涉及物理裝置眾多，過程復(fù)雜，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的成本非常昂貴，操作過程復(fù)雜，因此有必要采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)其物理性能進(jìn)行仿真。但現(xiàn)今激光放大器仿真的仿真研究存在著不足：系統(tǒng)復(fù)雜，參與人員較多，仿真模塊眾多，仿真模塊獨(dú)立分離；模塊間參數(shù)和數(shù)據(jù)傳遞復(fù)雜，容易出錯(cuò)，并且人員交流成本極高；仿真結(jié)果數(shù)值化，數(shù)據(jù)專業(yè)難懂，不直觀。因此，急需將獨(dú)立的物理仿真模塊集成到一個(gè)系統(tǒng)中，完成獨(dú)立

2、模塊仿真和一體化仿真，將模塊間數(shù)據(jù)提取、分析、傳遞自動(dòng)化，并將仿真結(jié)果可視化。
　　 本文對(duì)系統(tǒng)涉及的物理仿真模塊和求解框架進(jìn)行了充分分析后，采用多框架融合、分層和模塊化的思想，并利用VISC對(duì)仿真過程和結(jié)果可視化，設(shè)計(jì)完成了一套仿真系統(tǒng)。針對(duì)專業(yè)領(lǐng)域模塊眾多、工作獨(dú)立的問題，系統(tǒng)采用混合編程的架構(gòu)，對(duì)特定物理模塊仿真，系統(tǒng)將對(duì)應(yīng)領(lǐng)域的求解框架融合到一個(gè)系統(tǒng)中，不僅保證了仿真模型的準(zhǔn)確性，還將解決客戶多年來仿真模塊和研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

3、分離的狀況；針對(duì)多模塊求解框架的融合，采用適配器模式進(jìn)行融合，充分利用了各求解框架的優(yōu)勢(shì)；針對(duì)模塊間數(shù)據(jù)的相互通信和交互易出錯(cuò)的問題，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了參數(shù)解析及映射模塊；針對(duì)獨(dú)立模塊仿真過程和結(jié)果專業(yè)化、數(shù)值化等問題，系統(tǒng)引入科學(xué)計(jì)算可視化(VISC)，對(duì)VISC關(guān)鍵算法和工具進(jìn)行了研究，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比選取了最佳可視化方案，不僅節(jié)約了時(shí)間還提高了效率；系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)引入了仿真模式和設(shè)計(jì)模式的多模式設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)模式針對(duì)解決獨(dú)立模塊的仿真，用于指導(dǎo)