Экспериментальные методы и результаты исследований структуры нестационарных течений газа с ударными волнами

• Автор: Знаменская, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 198 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОЛЕЙ ТЕЧЕНИЙ ГАЗА И УСТОЙЧИВОСТИ УДАРНЫХ ВОЛН
1.1 Методы визуализации пространственных течений газа.
1.2 Использование газового разряда для визуализации сверхзвукового потока
1.3 Ввод энергии в газодинамический поток как метод исследования неравновесных течений
1.4 Краткий анализ методов и имеющихся данных по проблемам и явлениям, связанным с неустойчивостью ударных волн
ГЛАВА 2. МЕТОД ИМПУЛЬСНОГО ЭНЕРГОВКЛАДА. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
МГНОВЕННОГО ВВОДА ЭНЕРГИИ В
ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ
2.1 О возможности экспериментального моделирования импульсного энерговклада в поток
2.2 Импульсный объемный разряд с предыонизацией в ударной трубе (установка УТРО)
2.3 Диагностический комплекс и основные характеристики установки УГРО
2.4 Экспериментальное моделирование нарушения условий Рзннша-Гюгонио. Неустойчивость плоской ударной волны. . ,
2.5 Импульсная объемная ионизация сверхзвукового потока. Устойчивость головной ударной волны
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ГОЛОВНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ КОЛЕБАНИЙ ПОСЛЕ ДИФРАКЦИИ НА МОДЕЛИ С ВЫЕМКОЙ
3.1 Колебания ударной волны при сверхзвуковом обтекании тел с выемками. Анализ результатов

3.2 Исследование дифракции ударной волны на модели с полостью
3.3 Анализ течения
ГЛАВА 4. ПРИНЦИП КЛАССИФИКАЦИИ ТИПОВ НЕУСТОЙЧИВОСТИ УДАРНЫХ ВОЛИ КАК МЕТОД АНАЛИЗА ФЕНОМЕНОЛОГИИ
4.1 О необходимости классификации видов неустойчивости ударных волн
4.2 Принцип классификации
4.3 Типы неустойчивости
ГЛАВА 5. МЕТОД ВИЗУАЛИЗАЦИИ ПОТОКОВ ИМПУЛЬСНЫМ ОБЪЕМНЫМ РАЗРЯДОМ
5.1 Обоснование метода. Пространственно-временные характеристики свечения элементов сверхзвукового потока
5.2 Верификация метода ВИОР
5.3. Достоинства и недостатки метода ВИОР. Анализ возможностей метода ВИОР
ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ НЕКОТОРЫХ ТЕЧЕНИЙ МЕТОДОМ ВИОР
6.1 Многоракуреная регистрация пространственных течений
6.2 Динамика течения в донной области при дифракции ударной волны на конусах
6.3 Формирование турбулентного течения, Вихревой метод анализа
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Одной из главных проблем при проведении исследований в современной газовой динамике есть проблема взаимодействия аналитических, численных и экспериментальных методов. Взаимодействие между последними методами определяется уровнем и темпами развития техники, - вычислительной и измерительной. Приоритет определяется точностью получаемых результатов и возможностями обнаружения новых явлений и объяснением механизмов их возникновения.
Наиболее интенсивно вдет развитие численных методов. Однако с помощью численных методов исходя из уравнений Эйлера успешно решаются в основном двумерные и трехмерные стационарные задачи с простыми граничными условиями. Нестационарных трехмерных решений почти нет. Исходя из уравнений Навье-Стокса можно рассматривать несколько режимов для каждого газодинамического явления; при переходе от одного режима к другому форма решений обычно меняется. При выборе правильного решения необходимо опираться на информацию, полученную при визуализации поля течения, моделирующего газодинамическое явление [1].
При экспериментальных исследованиях в газовой динамике визуализация поля течения газа является важнейшим способом получения информации. Измерение физических параметров с помощью систем датчиков позволяет получать локальную информашпо в основном на поверхности; модели или камеры. Для понимания физических процессов, происходящих в жидкости или газе, необходимо наблюдать всю картину течения в целом - такова

Током, протекающим по плазменным листам, заряжаются конденсаторы Сч и С3 и между анодом и катодом возрастает напряжение, начинается однородный объёмный разряд между плазменными электродами.
Схема синхронизации эксперимента приведена на рис. 2.3 Скорость УВ, проходящей по трубе, определялась базовым методом с помощью двух пъезодатчижов, разнесённых на 104 см, один из которых находится прямо перед рабочей секцией. Сигналы с пьезодатчиков подаются на запоминающий двухлучевой осциллограф С8-І7 в ждущем режиме. Развёртка запускается импульсом с первого пьезодатчика. Со второго пьезадатчик» импульс, вызванный прохождением фронта ударной волны, поступает также на схему синхронизации импульсного объёмного разряда (ЙОР). Импульс усиливается с помощью усилителя с регулируемой чувствительностью и поступает на генератор импульсов Г5-54 (7, рис.2.1). Задержанный на установленное время и прошедший через электронный ключ импульс с генератора запускает генератор импульсов Г5-82 (8, рис.2.1), который вырабатывает импульс для блока запуска. Блок запуска вырабатывает импульс 2 кВ , который через повышающий трансформатор усиливается до 25+30 кВ и подаётся на разрядник РУ-65.
Парамеры рабочей камеры:
толщина диэлектрика (стеклотекстолита) 0,5 мм; протяжённость электродов 100 мм;
ширина плазменных листов 30 мм;
энергия запасённая в конденсаторе С1 7 Дж,