Взаимодействие наносекундного объемного разряда с газодинамическими разрывами

• Автор: Коротеев, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Обзор основных работ по исследованию взаимодействия
плазмы и ударных волн
1.2. Обзор основных работ по разработке и исследованию объёмных ианосекундных разрядов
1.3. Анализ методов реализации распада произвольного разрыва
1.4. Выводы к главе
Глава 2. Методика эксперимента
2.1. Описание экспериментальной установки
2.1.1. Газодинамическая часть
2.1.2. Разрядная часть
2.2. Особенности проведения экспериментов по исследованию пространственных характеристик плазмы разряда
2.3. Особенности проведения экспериментов при исследовании временных характеристик плазмы разряда
2.4. Особенности проведения экспериментов при исследовании спектральных характеристик плазмы разряда
2.5. Особенности проведения экспериментов при исследовании газодинамических характеристик течения после разрядного воздействия
2.6. Выводы к главе
Глава 3. Пространственно-временные, спектральные и энергетические характеристики плазмы поперечного наносекундного объёмного
разряда с плазменными электродами наличии в разрядной камере
газодинамических разрывов
3.1. Интенсивность свечения разряда в покоящемся газе как
функция давления
3.1.1. Интегральные характеристики

3.1.2. Спектральные характеристики
3.2. Интенсивность свечения разряда в покоящемся газе как функция времени
3.3. Пространственное распределение плазмы разряда при
наличии в разрядной камере ударной волны
3.3.1. Интегральные характеристики
3.3.2. Спектральные характеристики
3.3.3. Временные характеристики
3.4. Пространственное распределение плазмы разряда при
наличии в разрядной камере области контактного перехода
3.5. Зависимость величины удельного объёмного энерговклада от объёма разрядной камеры, отсекаемого скачком
уплотнения
3.6. Выводы к главе
Глава 4. Течение в канале после наносекундной ионизации области
потока с газодинамическим разрывом
4.1. Анализ свойств течения по теневым изображениям
4.1.1. Экспериментальная реализация распада разрыва
4.1.2. Экспериментальная реализация неустойчивости Рихтмайера-Мешкова
4.2. Сопоставление экспериментальных данных с аналитическим решением задачи о распаде произвольного разрыва и результатами численного моделирования параметров течения в условиях эксперимента. Оценка доли энерговклада, идущей на нагрев газа за время свечения разряда
4.3. Характеристики проходящей ударной волны
4.4. Выводы к главе
Заключение. Основные выводы по результатам работы
Благодарности
Список литературы

Введение
Актуальность проблемы взаимодействия потоков газа с плазменными образованиями обусловлена в первую очередь возможностью применения плазменных технологий для управления потоками. Активно обсуждается использование плазмы для снижения теплового воздействия набегающего потока на летательные аппараты, управления внешним и внутренним обтеканием, увеличения подъёмной силы крыла, уменьшения шумового эффекта летательных аппаратов и аэродинамических установок. Кроме того, существует ряд других важнейших научных задач, решение которых невозможно без детального изучения фундаментальных закономерностей плазменной газодинамики. Среди таких задач можно выделить следующие:
- проблема возникновения ударно-волновых образований в газоразрядных лазерах, влияние ударных волн на параметры излучения;
- влияние газовых разрядов на процессы воспламенения, горения и детонации;
- проблема ослабления взрывных ударных волн.
Постановка задачи. В данной работе решается фундаментальная задача плазменной газодинамики о взаимодействии газодинамического разрыва с однородной объёмной областью наносекундной плазмы. Представлены результаты экспериментального исследования взаимодействия плоской ударной волны и зоны контактного перехода с областью короткоживущей плазмы, реализованной при инициировании на участке канала течения импульсного объёмного разряда с плазменными электродами.
Целью диссертационной работы является комплексное экспериментальное исследование процесса взаимодействия разрывного газодинамического течения с областью наносекундной ионизации, созданной поперечным объёмным импульсным разрядом. Достижение этой цели предполагает решение ряда основных задач:
- экспериментальная реализация наносекундной ионизации области газодинамического разрыва;
Pi _ (Y+1)M2 p0 (y-l)M2 + 2 ’
Tt _ _2yM2 -(y-l)][(y-l)M2 + 2] T0 ~ (y+1)2 M2
где индекс 0 соответствует параметрам перед фронтом ударной волны (начальным параметрам в камере низкого давления), индекс 1 соответствует параметрам спутного потока. Скорость спутного потока ис вычисляется по формуле:
ис=М~ — с y + l М

Tek JL
> Aoq Complete М Pos: 0.000s
CURSOR
Type

Source

M SOOjus СЖ 50.0mV 13-NOV-06 15:32
CH41154mV <10Hz
Рис. 8. Сигналы с пьезодатчиков двух текстолитовых вставок, записанные на цифровой осциллограф Tektronix. 1 - сигнал с пьезодатчика вставки 4 (рис. 7), 2 - сигнал с пьезодатчика вставки 6 (рис. 7).
2.1.2. Разрядная часть
Для однородной импульсной ионизации области потока с газодинамическим разрывом в канал течения ударной трубы встроена разрядная камера (секция 7 на рис. 7) специальной конструкции. В камере