Математическое моделирование газодинамических и газоразрядных CO2-лазеров

• Автор: Галеев, Равиль Саидович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 280 с.

Содержание
Список принятых обозначений и сокращений
Введение
Глава 1. Краткие сведения о принципах работы СОг-лазеров
1.1. Колебательная кинетика в СОг-лазерах
1.2. Функция распределения электронов по энергиям
Глава 2. Колебательно неравновесные течения в плоских соплах
Лаваля
2.1. Расчет трансзвукового течения газа в сопле Лаваля с помощью метода сопряженных градиентов
2.1.1. Уравнения газовой динамики в плоскости (х-у)
2.1.2. Метод решения
2.1.3. Результаты расчета
2.1.4. Расчет трансзвукового течения в сопле Лаваля методом сопряженных градиентов в физической плоскости
2.2. Расчет трансзвукового течения в сопле Лаваля методом
установления
2.2.1. Основные уравнения
2.3.2. Метод решения
2.2.3. Результаты численных расчетов
2.2.4. Сравнение методов расчета трансзвуковых течений
газа в соплах Лаваля
2.3. Расчет сверхзвукового течения в сопле Лаваля
2.3.1. Основные уравнения
2.3.2. Метод решения
2.3.3. Результаты расчетов

2.4. Колебательно-неравновесный пограничный слой
2.4.1. Уравнения пограничного слоя
2.4.2. Метод расчета пограничного слоя в сопле
2.4.3. Результаты численных расчетов
Г лава 3. Неустойчивые резонаторы для ССЬ-лазеров
3.1. Интегральный метод расчета неустойчивых телескопи-
ческих резонаторов
3.1.1. Основные уравнения
3.1.2. Результаты расчетов
3.2. Исследование неустойчивых резонаторов с переворотом
пучка
3.2.1. Основные уравнения
3.2.2. Результаты расчетов
Глава 4. Численное моделирование одномерного тлеющего разряда
4.1. Численное моделирование тлеющего разряда в азоте
4.1.1. Математическая модель нестационарного разряда в
азоте
4.1.2. Математическая модель стационарного разряда в азоте
4.1.3. Результаты расчетов
4.2. Тлеющий разряд в электроотрицательных газах
4.2.1. Математическая модель и методы решения
4.2.2. Результаты расчетов
4.3. Численное исследование самостоятельного тлеющего
разряда в воздухе с малыми добавками водорода
4.3.1. Математическая модель
4.3.2. Результаты расчетов
4.4. Тлеющий разряд в потоке газа
4.4.1.Основные уравнения

4.4.2. Численный метод
4.4.3. О балансе энергии
Глава 5. Математическое моделирование газоразрядных С02-лазеров
5.1. Исследование лазера с продольным разрядом
5.1.1. Математическая модель
5.1.2. Результаты расчетов
5.1.3. О влиянии параметров резонатора на вольтамперные характеристики разряда
5.2. Расчет быстропроточного СОг-лазера с продольным разрядом
в трубе переменного сечения
5.2.1. Уравнения квазиодномерного тлеющего разряда
5.2.2. Уравнения колебательно неравновесной газовой динамики в трубке переменного сечения
5.2.3. Модель резонатора
5.2.2. Результаты расчетов
5.3. Математическая модель С02-лазера с продольным
разрядом, учитывающая вязкость и диффузию зарядов
5.3.1. Математическая модель
5.3.2. Результаты расчетов
5.4. Численное моделирование газоразрядного С02-лазера с
диффузионным охлаждением
5.4.1. Основные уравнения
5.4.2. Метод решения и результаты расчетов
Глава 6. Математическое моделирование процессов получения озона
в продольном разряде в воздухе
6.1. Математическая модель
6.1.1. Уравнения плазмохимической кинетики
6.1.2. Уравнения тлеющего разряда в воздухе

постоянная, Ср - теплоемкость при постоянном давлении, /г0 - удельная энтальпия торможения.
После введения новой неизвестной функции г=ду/дх и перехода к безразмерным величинам (все параметры отнесены к их критическим значениям) исходная система уравнений (2.1)-(2.6) преобразуется к следующему виду:
Таким образом, с учетом конечных соотношений (2.9), (2.10) имеем систему двух дифференциальных уравнений в частных производных (2.7),
(2.8) для определения неизвестных функций г(х,|/) и Т(х,ц/).
Будем рассматривать плоское симметричное сопло. Пусть ось х - ось симметрии сопла. На оси симметрии сопла у-0 и на стенке сопла у~1'(х) задаются граничные условия непротекания:
(2.7)
(2.8)

(2.9)
к +1 2 Т
к — 1 к
уіі + г2
(2.10)
гЦ=0> г=СІРІ(ку=Е(х)
(2.11)
Положим для определенности ц/=0 на оси сопла и на стенке. Особенностью данной постановки задачи является неопределенность вели-