Взаимодействие газоразрядной плазмы с закрученными течениями

• Автор: Моралев, Иван Александрович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Обзор литературы по теме диссертационной работы

1.1 Одноэлектродные (инициированные) ВЧ и СВЧ разряды

1.2 Факельный ВЧ разряд

1.3 Горение электрических разрядов в закрученном потоке

1.4 Взаимодействие вихревых структур с газовым разрядом

1.5 Воздействие газового разряда на структуру вихревых течений в аэродинамических приложениях

Глава 2. Описание экспериментальной установки и использованных методик измерения

2.1 Схемы установок и описание плазмогенераторов

2.2 Диагностический комплекс. Методы измерения параметров разряда и потока

Глава 3. Влияние закрученного течения в канале на горение одноэлектродного ВЧ разряда
3.1 Режимы горения одноэлектродного ВЧ разряда в вихре
3.2 Определение параметров плазмы протяженного факельного разряда при атмосферном давлении
3.3 Распространение импульсно-периодического ВЧ разряда в закрученном потоке воздуха при атмосферном давлении
3.4 Исследование процесса горения одноэлектродного ВЧ разряда в закрученном потоке воздуха при пониженных давлениях и больших числах

Обсуждение результатов главы
Выводы к главе

Г лава 4. Взаимодействие плазменного образования, созданного источником постоянного тока, с закрученным газовым потоком
4.1 Горение поперечного разряда постоянного тока в течении с большим параметром закрутки
4.2 Определение параметров продольного разряда постоянного тока,
горящего на оси вихря
Выводы к главе
Глава 5. Влияние плазменных образований на параметры закрученного течения
5.1 Влияние плазменного образования, созданного одноэлектродным ВЧЕР на параметры сильно закрученного течения в трубе
5.2 Воздействие поперечного разряда постоянного тока на течение с
большим параметром закрутки
5.3. Влияние продольного тлеющего разряда постоянного тока на
закрученное течение в открытом пространстве
5.4 Взаимодействие разряда с закрученным течением за треугольным
крылом
Обсуждение результатов главы
Выводы к Главе
Основные результаты и выводы
Список литературы
Приложение А

Список обозначений и сокращений
вч высокочастотный
ВЧР высокочастотный разряд
вчг ВЧ генератор
мгд магнитогидродинамический
эгд электрогидродинамический
ип импульсно- периодический
СВЧ сверхвысокочастотный
ДБР диэлектрический барьерный разряд
ВЧЕР высокочастотный емкостной разряд
Рі,рт частота повторения импульсов
Т длительность импульса
Ъс, ІІП? ток электрического разряда
Не, мощность, выделяемая в разряде
Н импульсная мощность, выделяемая в разряде
и,инр напряжение на разряде
ир напряжение на головке зонда
скорость набегающего потока
Уах осевая компонента скорости
V, окружная компонента скорости
Л,к вероятность перехода между уровнями ц к
Бк статистический вес к-го уровня
пк заселённость к-го уровня
Тго1 температура распределения по вращательным уровням
тУ температура распределения по колебательным уровням
Тй температура распределения по электронным уровням
тв температура газа
Ть температура чёрного тела
Пе концентрация электронов
Те электронная температура

заряженных частиц и амбиполярная диффузия формируют в данном случае диполь, заключенный внутри вихря и вращающийся вместе с ним. Диссипация энергии диполя связана с его вращением в амбиполярном поле. Теоретические оценки показывают эффективное подавление крупномасштабных возмущений с помощью данного механизма.
Как было показано в [43], наличие неоднородностей плотности, вносимых вихревым возмущением в поток, может приводить к возникновению объемного заряда на границе вихря. К возникновению пространственного заряда в потоке приводят также неоднородности самой плазмы разряда. Во внешнем электрическом поле наличие объемного заряда может привести к появлению силы, которая вызовет движение газа (электрический ветер). В силу непотенциальности силы, в пространстве в данном случае с необходимостью возникнет завихренность. Подобная ситуация реализуется в коронном и диэлектрическом барьерном разрядах.
Расчету и экспериментальному изучению течения, возникающего в результате ЭГД взаимодействия в диэлектрическом барьерном разряде, посвящено в данный момент большое количество работ [45-50]. Объемная сила в данном случае обусловлена возникновением объемного заряда у поверхности пластины. Образование крупномасштабных вихрей при импульсном зажигании разряда в неподвижном воздухе наблюдалось в экспериментах [49] и расчетах [50]. По-видимому, крупномасштабные структуры есть результат сворачивания возникающей на внешней границе разряда вихревой пелены (вихревого листа).
Сходная по физической сути задача, описывающая возникновение завихренности в неоднородном электрическом поле вблизи игольчатого электрода в одноэлектродном ВЧ разряде, рассмотрена в [50]. Показано, что источник завихренности в плазме с неоднородностью пространственного заряда может быть записан как