Газодинамика проточной части газодинамических и химических лазеров

• Автор: Кталхерман, Марат Григорьевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 407 с. : ил.

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ
На правах рукописи
УДК 621.375:533
Кталхерман Марат Григорьевич
ГАЗОДИНАМИКА ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ, И ХИМИЧЕСКИХ ЛАЗЕРОВ
01.02.05 — механика жидкостей, газа и плазмы
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук
Новосибирск 1998
Оглавление
Список основных обозначений
Введение
Газодинамический лазер
Химические лазеры
Газодинамика мощных лазеров. Проблемы и постановка задач исследования
1 Решетка плоских сопел
1.1 Состояние вопроса и задачи исследований
1.2 Исследование газодинамических сопел с различным контуром профилированных стенок
1.2.1 Радиусные сопла и сопла минимальной длины
1.2.2 Эллиптический контур
1.3 Структура потока над боковой стенкой плоского сопла
1.4 Влияние газодинамической структуры потока на оптические характеристики активной среды СОг — ГДЛ
1.5 Результаты тестирования некоторых моделей
расчета течения релаксирующей смеси газов в сопле
1.6 Влияние технологических факторов и особенностей конструкции соплового блока на газодинамическое качество потока
1.7 Основные результаты
2 Решетка осесимметричных сопел

2.1 Состояние вопроса и задачи исследования
2.2 Параметрический анализ характеристик полностью перемешанного потока
2.3 Экспериментальное исследование течения в области перемешивания
2.3.1 Влияние формы контура индивидуального микросопла на динамику выравнивания профилей газодинамических параметров
2.3.2 Характеристики сотовых блоков с различным углом раствора индивидуальных микросопел
2.3.3 Механизм затуханий возмущений плотности
2.3.4 Донное давление
2.4 Сопоставление осредненных и пульсационных характеристик потока в каналах с сотовым блоком и плоским соплом
2.5 Характеристики пограничного слоя на стенке канала.
2.6 Сравнение результатов расчета с экспериментом
2.7 Коэффициент расхода индивидуального сопла
2.7.1 Методика экспериментов
2.7.2 Результаты измерений и их анализ
2.8 Течение лазерно-активной смеси
2.9 Основные результаты
3 Характеристика потока за срезом лопаточного соплово го блока
3.1 Состояние вопроса и задачи исследования
3.2 Установка, модели и методика измерений.'
3.3 Характеристики пограничного слоя на срезе сопла
3.4 Результаты экспериментов и их анализ
3.4.1 Общая картина течения в канале
3.4.2 Донное давление

измерения пульсационных характеристик потока.
Исследуется зависимость коэффициента расхода индивидуального микросопла от основных геометрических и режимных параметров. Рассмотрены результаты численного расчета течения реагирующей смеси газов в отдельном микросопле и в канале постоянного сечения, пристыкованного к сотовому блоку.
В третьей главе приведены результаты экспериментального исследования течения в канале за лопаточным сопловым блоком. Рассмотрены детали структуры потока и поля газодинамических параметров в области резонатора при вариации толщины кромки сопла и угла наклона контура сопла в выходном сечении. Анализируется зависимость для интенсивности нарастания толщины следа и затухания скорости на оси. Дается сопоставление с характеристиками несжимаемого следа в безграничном потоке. Приведены результаты измерения донного давления на торце сопловой лопатки в условиях толстого пограничного слоя.
Закономерности течения в псевдоскачке служат основой для проектирования сверхзвуковых диффузоров. В четвертой главе рассмотрены особенности перехода от сверхзвукового к дозвуковому течению в прямоугольном канале с различным соотношением сторон. Приведена универсальная зависимость для определения длины псевдоскачка, полученная с учетом данных других авторов. Анализируются результаты измерений эффективности восстановления давления и вопрос о потерях давления, обусловленных вязкостью. Рассмотрены методы интенсификации процессов в псевдоскачке.
Обширные исследования характеристик сверхзвуковых диффузоров прямоугольного сечения составляют содержание пятой главы. Здесь представлены результаты измерений характеристик типичных конструкций прямоугольных диффузоров. В ходе экспериментов исследовалась роль основных режимных и геометрических параметров. Особое внимание уделялось изучению характеристик коротких диффузо-