Физические и численные модели магнитоплазменной аэродинамики

• Автор: Бочаров, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 300 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ МАГНИТОПЛАЗМЕННОЙ АЭРОДИНАМИКИ
1.1. МГД управление высокоскоростными потоками газа
1.2. Управление потоком методами плазменной аэродинамики
1.3. Обзор физических моделей магнитоплазменной аэродинамики
1.4. Обзор вычислительных моделей магнитоплазменной аэродинамики
Глава 2. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ МГД ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ГИПЕРЗВУКОВЫХ ПОТОКАХ
2.1. Постановка задачи об МГД обтекании тел
2.1.1. Физическая и математическая модель МГД взаимодействия для условий-экспериментальной установки
2.1.2. Модель среды в тестовой секции установки
2.1.3. Оценка параметров потока в тракте МГДУ и в тестовой секции
2.2. МГД обтекание круглового цилиндра с током
2.2.1. МГД течение вокруг цилиндра в отсутствие эффекта Холла..
2.2.2. МГД течение вокруг цилиндра с учетом эффекта Холла. Е-модель проводимости
2.2.3. Сравнительный анализ двух моделей течения
2.2.4. МГД течение вокруг цилиндра. Е-модель проводимости
2.2.5. Экспериментальные результаты по МГД обтеканию цилиндра..
2.3. МГД течение над клином
2.4. Выводы по Главе
Глава 3. ПРИМЕНЕНИЕ МГД МЕТОДА ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ
ПОВЕРХНОСТИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
3.1. МГД взаимодействие в условиях реального полета
3.1.1. Физическая и математическая'модель МГД взаимодействия в термо-химически неравновесном воздухе
3.1.2. Методология решения задачи о МГД течении реагирующего газа

3.2. МГД теплозащита носовой части сферо-конического тела небольшого размера
3.2.1. МГД течение без эффекта Холла (модельная задача)
3.2.2. МГД течение с эффектом Холла
3.3. Оценка эффективности МГД теплозащиты для аппарата Stardust
3.3.1. Влияние магнитного поля на распределение теплового потока в стенку
3.3.2. Интегральные характеристики МГД взаимодействия
3.3.3. Влияние индуцированного магнитного поля
3.4. Выводы по Главе
Глава 4. НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МГД ТЕХНОЛОГИЙ В АЭРОКОСМИЧЕСКИХ ПРИЛОЖЕНИЯХ
4.1. МГД парашют: оценка идеи для условий экспериментальной установки
4.2. МГД парашют в условиях верхней атмосферы Земли
4.2.1. Вариант П1: парашют малого масштаба
4.2.2. Вариант П2: парашют большого масштаба
4.3. Влияние индуцированного магнитного поля
4.3.1. Модель МГД течения с учетом собственного магнитного поля
4.3.2. Результаты расчетов
4.4. Бортовой МГД генератор
4.4.1. МГД взаимодействие в экспериментальном бортовом МГД генераторе
4.4.2. Бортовой МГД генератор в условиях атмосферы Земли
4.5. Выводы по Главе
Глава 5. МГД МЕТОД ИНТЕНСИФИКАЦИИ СМЕШЕНИЯ И ГОРЕНИЯ В ГОРЮЧИХ СМЕСЯХ
5.1. Основные положения МГД интенсификации смешения в предварительно
несмешанных потоках
5.1.1 Концепция реакционного объема
5.1.2. Анализ факторов, определяющих структуру и интенсивность взаимодействия
5.2. Численные модели разряда в потоке в магнитном поле
5.2.1. Физическая и численная модель неравновесного электрического разряда
5.2.2. Инженерная (лагранжева) модель разряда в потоке в магнитном поле
5.3. МГД взаимодействие разряда с потоком газа в экспериментальных условиях
5.3.1. Инженерная модель разряда
5.3.2. Двумерная модель разряда
5.3.3. Экспериментальная проверка концепции МГД интенсификации смешения
5.4. Заключительные замечания к Главе
Глава 6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ПОТОКАХ ГАЗА
6.1. Физическая и численная модель неравновесного неквази-нейтралыюго разряда в потоке
6.1.1. Система уравнений в диффузионно-дрейфовом приближении
6.1.2. Постановка граничных условий
6.1.3. Методология согласованного описания системы поток - плазма.
6.1.4. Верификация модели
6.2. Продольный разряд постоянного тока на сферическом электроде в потоке воздуха
6.2.1. Разряд на катоде: моделирование экспериментальных условий
6.2.2. Разряд на катоде в сверхзвуковой струе (течение без центрального тела)
6.2.3. Разряд на аноде
6.3. Разряд на цилиндрическом катоде в сверхзвуковом потоке
6.3.1. Постановка задачи
6.3.2. Результаты расчетов

V, т/с

Рис.2.4. Распределение скорости (V) и числа Маха (М) по сечению канала на срезе
сопла.

Хе! %
Рис.2.5. Распределение поступательной температуры (Т1г), колебательной температуры N2 (IV,N2), колебательной температуры 02 (ТУ,02) и мольной доли электронов (Хе) по сечению канала на срезе сопла.