在水环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的方法技术

本申请涉及一种在水环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的方法，包括：构建水环境仿真模型；基于激光等离子体对颗粒模型进行水环境中的清洗仿真，得到不同受力角度区域内的颗粒在冲击波影响下的第一演化规律信息，以及不同受力角度区域内的颗粒在颗粒直径影响下的第二演化规律信息；根据第一演化规律信息和第二演化规律信息，得到在水下清洗过程中，颗粒所受应力、受力角度与颗粒直径之间的第一关系图，以及颗粒的破碎程度、受力角度与颗粒直径之间的第二关系图；对第一关系图和第二关系图进行分析，得到不同颗粒直径的颗粒的最佳受力角度区域，基于不同颗粒直径的颗粒的最佳受力角度区域进行颗粒清洗。采用本方法能够提高对微纳颗粒的清洗效果。微纳颗粒的清洗效果。微纳颗粒的清洗效果。

【技术实现步骤摘要】
在水环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的方法


[0001]本申请涉及激光清洗
，特别是涉及一种在水环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]激光等离子体清洗技术是一种利用激光产生等离子体，通过等离子体中的冲击波与产品表面发生物理或化学的反应从而达到清洗目的的技术。与传统激光清洗技术相比，等离子体冲击波去除技术具有高效，环保，可以避免对基底损伤等多种优势，逐渐成为研究的热点。
[0003]目前，针对激光等离子体清洗方法的研究重点多在颗粒去除时的受力及去除后的效果上，而对于去除对象
‑“
颗粒”本身研究较少，而且，集中在空气环境中清除，因此，基于现有研究结果得到的清洗方法考虑的因素较为局限，尤其是在对激光等离子体作用下，颗粒的相变、演化和清除规律等研究更少，缺乏水环境清洗，难以保证对颗粒的清洗效果。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述方法难以保证对颗粒的清洗效果的技术问题，提供一种在水环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
[0005]第一方面，本申请提供了一种在水环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的方法。所述方法包括：
[0006]构建水环境仿真模型；所述水环境仿真模型包括有颗粒模型、基底模型和水模型，所述水模型设置在所述颗粒模型与所述基底模型的上方，所述水模型的水中设置有用于模拟等离子体爆炸的区域；
[0007]基于激光等离子体对所述颗粒模型进行水环境中的清洗仿真，得到不同受力角度区域内的颗粒在冲击波影响下的第一演化规律信息，以及不同受力角度区域内的颗粒在颗粒直径影响下的第二演化规律信息；
[0008]根据所述第一演化规律信息和所述第二演化规律信息，得到在水下清洗过程中，颗粒所受应力、受力角度与颗粒直径之间的第一关系图，以及颗粒的破碎程度、受力角度与颗粒直径之间的第二关系图；
[0009]对所述第一关系图和所述第二关系图进行分析，得到不同颗粒直径的颗粒的最佳受力角度区域，基于所述不同颗粒直径的颗粒的最佳受力角度区域进行颗粒清洗。
[0010]在其中一个实施例中，所述基于激光等离子体对所述颗粒模型进行水环境中的清洗仿真，得到不同受力角度区域内的颗粒在冲击波影响下的第一演化规律信息，包括：
[0011]基于激光等离子体对所述颗粒模型进行水环境中的清洗仿真，得到在水下清洗过程中，所述不同受力角度区域内水的第一应力和温度分布图，以及不同受力角度区域内颗粒的第二应力和温度分布图；
[0012]对各个受力角度区域内的颗粒进行仿真分析，得到所述各个受力角度区域内颗粒的演化图；
[0013]基于所述第一应力和温度分布图、所述第二应力和温度分布图和所述演化图，分析得到不同受力角度区域内的颗粒在冲击波影响下的第一演化规律信息。
[0014]在其中一个实施例中，所述对各个受力角度区域内的颗粒进行仿真分析，得到所述各个受力角度区域内颗粒的演化图，包括：
[0015]对各个受力角度区域内的颗粒进行仿真分析，得到所述各个受力角度区域内颗粒的受力图和破碎图；
[0016]基于所述受力图和所述破碎图，得到所述各个受力角度区域内颗粒的物理演化图。
[0017]在其中一个实施例中，所述基于激光等离子体对所述颗粒模型进行水环境中的清洗仿真，得到不同受力角度区域内的颗粒在颗粒直径影响下的第二演化规律信息，包括：
[0018]基于激光等离子体对各个受力角度区域内的颗粒进行清洗仿真，得到所述各个受力角度区域内颗粒的粒径变化规律图；所述粒径变化规律图表示颗粒的破碎程度、所受应力与颗粒直径之间的关系；
[0019]对所述各个受力角度区域内颗粒的粒径变化规律图进行分析，得到不同受力角度区域内的颗粒在颗粒直径影响下的第二演化规律信息。
[0020]在其中一个实施例中，所述方法还包括：
[0021]获取带有实验颗粒的实验基底，并将所述实验基底放入装有去离子水的容器中；
[0022]通过实验设备发射激光，对处于水中的所述实验基底上的所述实验颗粒进行清洗实验，获取所述实验基底在清洗前后的表面形貌图和能谱图；
[0023]基于所述实验基底在清洗前后的表面形貌图和能谱图，分析得到不同受力角度区域的实验颗粒的去除效果；
[0024]基于所述去除效果，对所述不同颗粒直径的颗粒的最佳去除角度区域进行验证。
[0025]在其中一个实施例中，所述基于所述不同颗粒直径的颗粒的最佳受力角度区域进行颗粒清洗，包括：
[0026]获取待清洗颗粒的颗粒直径和颗粒位置；所述颗粒位置表示所述待清洗颗粒在待清洗基底中所处的位置；
[0027]根据所述颗粒直径和所述不同颗粒直径的颗粒的最佳受力角度区域，确定所述待清洗颗粒对应的目标受力角度；所述目标受力角度为激光产生的等离子体在水中的爆炸点位置与所述待清洗颗粒的颗粒位置之间的夹角；
[0028]根据所述目标受力角度和所述颗粒位置，确定激光的照射方向，按照所述照射方向发射激光，在水环境中清洗所述待清洗颗粒。
[0029]第二方面，本申请还提供了一种在水环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的装置。所述装置包括：
[0030]构建模块，用于构建水环境仿真模型；所述水环境仿真模型包括有颗粒模型、基底模型和水模型，所述水模型设置在所述颗粒模型与所述基底模型的上方，所述水模型的水中设置有用于模拟等离子体爆炸的区域；
[0031]仿真模块，用于基于激光等离子体对所述颗粒模型进行水环境中的清洗仿真，得
到不同受力角度区域内的颗粒在冲击波影响下的第一演化规律信息，以及不同受力角度区域内的颗粒在颗粒直径影响下的第二演化规律信息；
[0032]确定模块，用于根据所述第一演化规律信息和所述第二演化规律信息，得到在水下清洗过程中，颗粒所受应力、受力角度与颗粒直径之间的第一关系图，以及颗粒的破碎程度、受力角度与颗粒直径之间的第二关系图；
[0033]分析模块，用于对所述第一关系图和所述第二关系图进行分析，得到不同颗粒直径的颗粒的最佳受力角度区域，基于所述不同颗粒直径的颗粒的最佳受力角度区域进行颗粒清洗。
[0034]第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0035]构建水环境仿真模型；所述水环境仿真模型包括有颗粒模型、基底模型和水模型，所述水模型设置在所述颗粒模型与所述基底模型的上方，所述水模型的水中设置有用于模拟等离子体爆炸的区域；
[0036]基于激光等离子体对所述颗粒模型进行水环境中的清洗仿真，得到不同受力角度区域内的颗粒在冲击波影响下的第一演化规律信息，以及不同受力角度区域内的颗粒在颗粒直径影响下的第二演化规律信息；
[0037]根据所述第一演化规律信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在水环境中基于激光等离子体清洗微纳颗粒的方法，其特征在于，所述方法包括：构建水环境仿真模型；所述水环境仿真模型包括有颗粒模型、基底模型和水模型，所述水模型设置在所述颗粒模型与所述基底模型的上方，所述水模型的水中设置有用于模拟等离子体爆炸的区域；基于激光等离子体对所述颗粒模型进行水环境中的清洗仿真，得到不同受力角度区域内的颗粒在冲击波影响下的第一演化规律信息，以及不同受力角度区域内的颗粒在颗粒直径影响下的第二演化规律信息；根据所述第一演化规律信息和所述第二演化规律信息，得到在水下清洗过程中，颗粒所受应力、受力角度与颗粒直径之间的第一关系图，以及颗粒的破碎程度、受力角度与颗粒直径之间的第二关系图；对所述第一关系图和所述第二关系图进行分析，得到不同颗粒直径的颗粒的最佳受力角度区域，基于所述不同颗粒直径的颗粒的最佳受力角度区域进行颗粒清洗。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于激光等离子体对所述颗粒模型进行水环境中的清洗仿真，得到不同受力角度区域内的颗粒在冲击波影响下的第一演化规律信息，包括：基于激光等离子体对所述颗粒模型进行水环境中的清洗仿真，得到在水下清洗过程中，所述不同受力角度区域内水的第一应力和温度分布图，以及不同受力角度区域内颗粒的第二应力和温度分布图；对各个受力角度区域内的颗粒进行仿真分析，得到所述各个受力角度区域内颗粒的演化图；基于所述第一应力和温度分布图、所述第二应力和温度分布图和所述演化图，分析得到不同受力角度区域内的颗粒在冲击波影响下的第一演化规律信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对各个受力角度区域内的颗粒进行仿真分析，得到所述各个受力角度区域内颗粒的演化图，包括：对各个受力角度区域内的颗粒进行仿真分析，得到所述各个受力角度区域内颗粒的受力图和破碎图；基于所述受力图和所述破碎图，得到所述各个受力角度区域内颗粒的物理演化图。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于激光等离子体对所述颗粒模型进行水环境中的清洗仿真，得到不同受力角度区域内的颗粒在颗粒直径影响下的第二演化规律信息，包括：基于激光等离子体对各个受力角度区域内的颗粒进行清洗仿真，得到所述各个受力角度区域内颗粒的粒径变化规律图；所述粒径变化规律图表示颗粒的破碎程度、所受应力与颗粒直径之间的关系；对所述各个受力角度区域内颗粒的粒径变化规律图进行分析，得到不同受力角度区域内的颗粒在颗粒直径影响下的第二演化规律信息。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取带有实验颗粒的实验基底，并将所述实验基底放入装有去离...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩敬华，何长涛，赵盛宇，张松岭，
申请(专利权)人：海目星激光智能装备成都有限公司，
类型：发明
国别省市：