Study of Effects of the Boundary Layer of Micro-Supersonic Jets on the Flow Impingments in Laser Machining

마이크로 초음속 제트 경계층이 레이저가공에서 나타나는 충돌유동에 미치는 영향에 관한 연구

Numerical study of the influence of the boundary layer of micro-supersonic jet impinging on a flat plate with a hole was performed, to investigate the role of gas jet to eject melted materials from the cut zone in the laser machining. The detailed shock structures and the information of the mass flow rate through the hole were compared to the results of the previous study, in which the effects of boundary layer inside nozzle was not accounted. It was found that the boundary layer inside the micro- nozzle introduced stronger Mach disc over the machining zone, and thus that the mass flow rate through the hole decreased.

레이저가공에서 나타나는 가공부위의 용융된 물질을 밀어내는 가스의 역할을 모사하기 위하여, 구멍이 있는 평판 상부에 충돌하는 마이크로 초음속 제트유동의 경계층 효과가 수치해석적으로 연구되었다. 충돌유동과 충격파의 구조 및 구멍통과 질량유량이 관찰되어 경계층 영향이 고려되지 않은 과거 연구와 비교되었다. 노즐내부 유동의 경계층 효과로 인하여 가공부위 상부에서 보다 강한 마하디스크가 생성되고, 아울러 구멍통과 질량유량도 줄어드는 것이 관찰되었다.