Радиационная структура фронта ударных волн в разреженных молекулярных и полидисперсных средах

• Автор: Попов, Валерий Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Минск
• Количество страниц: 124 c. : ил

Глава I. Излучательные свойства ударных волн
§ I. Общее решение уравнения переноса излучения в молекулярных газах
§ 2. Поглощение излучения изолированными линиями
§ 3. Регулярная модель полосы
§ 4. Случайная модель полосы
§ 5. Поглощение излучения неоднородным объемом газа
§ 6. Качественная картина взаимодействия излучения с потоком
газа во фронте ударной волны
§ 7. Математическая формулировка задачи о структуре фронта
ударной волны
§ 8. Ударная волна докритической амплитуды
§ 9. Ударная волна сверхкритической амплитуды
§10. Яркость фронта ударной волны
Глава 2. Структура фронта ударной волны в двухатомном
разреженном селективно излучающем газе
§ I. Качественная картина
§ 2. Количественная формулировка задачи о структуре фронта
§ 3. Приближенное уравнение переноса излучения
§ 4. Поглощательная способность полосы
§ 5. Радиационный энергообмен во фронте ударной волны
Глава 3. Радиационная структура фронта ударной волны в
разреженных парах воды
§ I. Особенности переноса ИК-излучения в парах воды
§ 2. Приближенная система уравнений структуры фронта

ударной волны
§ 3. Влияние неоднородности фронта ударной волны на перенос излучения
§ 4. Численное решение системы нелинейных интегральных
уравнений
Глава 4. Радиационная структура фронта ударной волны в
двухфазных разреженных средах
§ I. Качественная картина
§ 2. Основные уравнения
§ 3. Метода: расчета структуры фронта ударной волны
Глава 5. Радиационная структура фронта ударной волны в
полидисперсных разреженных средах
§ I. Постановка задачи
§ 2. Основные уравнения стационарного одномерного течения
полидисперсной разреженной смеси
§ 3. Расчет структуры фронта ударной волны
Заключение
Литература

По мере развития науки и техники приходится сталкиваться со все большим числом газодинамических явлений, которые протекают при высоких температурах и относительно низких давлениях. В таких условиях перенос тепла излучением становится важным механизмом переноса энергии, и полный анализ высокотемпературного потока должен быть основан на совместном рассмотрении газодинамического поля и поля теплового излучения.
Обычно наиболее сильное влияние излучения наблюдается при сверхзвуковых скоростях течения, когда образуются ударные волны - один из важнейших объектов в динамике излучающего газа. Резкий переход газа из начального термодинамически равновесного состояния в конечное, возникающий в ударных волнах, сопрововдается различными неравновесными процессами. К их числу относится испускание излучения, возбуждение колебаний молекул, диссоциация, ионизация, химические реакции, ускорение и нагревание частиц в полидисперсных средах. Знание структуры фронта ударных волн, обусловленной указанными процессами, представляет интерес с многих точек зрения. Прежде всего, это важно для изучения свойств неравновесных процессов, определения их констант скоростей и характера взаимодействия друг с другом. Решение задачи о радиационной структуре фронта ударных волн позволяет также выяснить для целей диагностики вопрос о свечении фронта ударных волн и понять некоторые явления, встречающиеся в высокотемпературных потоках газа.
Так, изучение радиационной структуры фронта сильной ударной волны в воздухе позволило объяснить немонотонный характер зависимости яркостной температуры фронта от амплитуды

энергии, то он повлияет на состояние газа за скачком, приводя его к большему сжатию. Кроме того, данное излучение полезно использовать для целей диагностики: по его интенсивности и спектральному составу можно судить об амплитуде ударной волны и толщинах экранирующего и излучающего слоев газа.
В данной главе исследуется релаксационная структура фронта ударной волны с учетом излучения в однокомпонентном двухатомном газе. Рассматриваются такие интенсивности ударной волны, при которых диссоциация и электронное возбуждение незначительны. Наибольший интерес с практической точки зрения представляет ударная волна, структура фронта которой определяет поглощение и испускание излучения в крыльях линий. В этом случае роль излучения оказывается заметной при умеренно низкой

плотности газа (порядка 10"° от нормальной плотности газа р0 ) и относительно небольших толщинах поглощающего и испускающего излучение слоев газа, расположенных по обе стороны от скачка уплотнения. Излучение, поглощенное или испущенное центрами линий, оказывает влияние при более низких плотностях. Поглощение или испускание излучения крыльями полосы происходит в гораздо больших толщинах газа, выходящих обычно далеко за пределы характерных масштабов задачи,
§ 2. Количественная формулировка задачи о структуре фронта
Рассмотрим одномерное стационарное течение газа в системе координат, связанной с фронтом ударной волны. Ось X направим по течению. Будем полагать, что области, занятые газом перед скачком уплотнения и за ним, ограничены соответственно расстояниями Ц и . Эти расстояния должны выбираться в соответствии