Влияние локальных зон энерговыделения на обтекание аэродинамических тел

• Автор: Выставкин, Николай Борисович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Глава 1. Критический обзор литературы, посвященной изучению влияния внешнего энергоподвода на аэродинамическое сопротивление тел, обтекаемых сверхзвуковым потоком.
Глава 2. Экспериментальные установки, диагностические методики и аэродинамические модели, используемые для экспериментов по изучению влияния локальных зон энергоподвода на аэродинамическое обтекание тел.
2.1. Экспериментальные установки.
2.1.1. Экспериментальная установка АДТ-1.
2.1.2. Экспериментальная установка АДТ-2.
2.1.3. Экспериментальная установка АДТ-3.

2.2. Описание диагностических методик и
аппаратуры, используемых в экспериментальных исследованиях. Настройка и калибровка диагностической аппаратуры.
2.2.1. Состав диагностической аппаратуры на установках АДТ-1 и АДТ
2.2.2. Состав диагностической аппаратуры на установке АДТ
2.2.3. Диагностические методы и измерительная аппаратура
Глава 3. Экспериментальные исследования влияния зон
энергоподвода на аэродинамическое обтекание тел.
3.1. Экспериментальные результаты по сверхзвуковому обтеканию аэродинамической модели с локальной зоной внешнего горения в ее головной части.
3.1.1. Экспериментальные результаты, полученные на АДТ

3.1.2. Экспериментальные результаты, полученные на АДТ
3.2. Сверхзвуковое обтекание аэродинамической модели с плазменным образованием, созданным
комбинированным разрядом.
3.2.1. Основные экспериментальные результаты, полученные на АДТ
Глава 4. Обсуждение полученных экспериментальных
результатов и сравнение их с результатами численного расчета.
4.1. Численное моделирование процессов смешения и внешнего стимулированного горения в высокоскоростных потоках.
4.1.1. Результаты расчета. Сверхзвуковой режим.
4.1.2. Результаты расчета. Дозвуковой режим.
4.1.3. Сравнение экспериментальных результатов и результатов численного моделирования.
4.2. Численное моделирование электрического разряда в высокоскоростном воздушном потоке. Сравнение эксперимента и расчета
4.3. Численное моделирование плазмы комбинированного разряда в высокоскоростном воздушном потоке.
4.4. Оценки влияния потока ионов в прикатодной области сферической модели на параметры ее погранслоя.
Заключение и основные выводы к диссертационной работе
Библиографический список

85 88

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
а - проводимость плазмы;
1Ь — ток электронного пучка;
- ток разряда;
_/(* - плотность тока разряда;
N/1- мощность разряда;
Ие- электронная концентрация;
q - удельная электрическая мощность, вложенная в разряд; /— время импульса;
Уд- напряжение разряда;
Е/р, Е/Ы - приведенные напряженности электрического поля /- частота повторения импульсов.
Ст - тепловая скорость звука;
Сх - коэффициент аэродинамического сопротивления;
М- число Маха;
тв - массовый расход воздуха;
тпр — массовый расход пропана;
Яе - число Рейнольдса;
V„ — скорость воздушного потока; упр - скорость струи пропана; р0 - полное давление; рст - статическое давление;
7^ - газовая температура;
Тг- вращательная температура;
Ту- колебательная температура;
Т0 - температура торможения;
Те-электронная температура; т) - полнота сгорания топлива;

Рис. 19. Структурная схема пирометра
0 - объектив, М - модулятор, ПИ-приемник излучения, УО - узел обработки сигнала, УИ - узел индикации, ИП - источник питания
При обработке полученных сигналов использовались табличные данные коэффициента серости исследуемого вещества. В экспериментах в качестве естественной примеси использовались материалы эрозии вольфрамового электрода и углеродные кластеры (сажевые частицы). Отметим, что размеры этих частиц не превышали 1 мкм. Поэтому, термодинамическое равновесие между температурой поверхности этих кластерных частиц и
температурой окружающего газа устанавливалось достаточно быстро. По нашим оценкам, характерное время установления такого равновесия не превышало 100 мкс.
Технические трудности настройки диагностического
оборудования
Основная сложность функционирования диагностической аппаратуры была связана с необходимостью уменьшения электромагнитных наводок от работающего плазмогенератора. Уровень электромагнитного шума зависел от амплитуды и длительности импульсов инициирующих и поддерживающих электрический разряд. В эксперименте необходимо было
использовать длинные сигнальные и силовые кабели (Ь>10 м). Именно эти кабели являются основными приемными антеннами для электромагнитного шума. Поэтому особое внимание уделялось