Импульсный скользящий поверхностный разряд в газодинамическом потоке (1103045), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Возможность организации данного типа разряда наискривленной поверхности позволяет применять его для визуализациинекоторых трехмерных приповерхностных течений.1,E-01L*эксперимент[10]1,E-021,E-0312345MРис. 10. Зависимость приведенного расстояния ламинарно-турбулентногоперехода от числа Маха ударной волны.В третьем параграфе 5.3 проанализирована динамика движенияударных волн, возникающих при инициировании разряда в ламинарном итурбулентном пограничном слое.21Анализ полученных теневых изображений поля течения показал, чтодинамика фронтов ударных волн практически не зависит от типапограничного слоя. Турбулизация пограничного слоя в поперечном потокеприводит к потере диффузного характера разряда, формированиюкриволинейныхплотностииканаловзакоэффициентасчетвозникновенияионизации.неоднородностейЗаметноговлияниятипапограничного слоя на величину и плотность энерговклада в поток висследованном диапазоне параметров не обнаружено.
Адекватностьмодели мгновенного теплоподвода для анализа воздействия данногоразряда на поток подтверждается при учете динамики ударных волн ихобласти разряда для двух типов пограничного слоя.В заключении сформулированы основные результаты и выводы.3Основные результаты и выводы1. Сильноточныйповерхностныйраспределенныйскользящийнаносекундный разряд (плазменный лист) инициирован в дозвуковом исверхзвуковомпоперечномэкспериментальнопотокеопределенывударнойтрубе.Впервыепространственно-временныеиспектральные характеристики разряда в газодинамическом потоке вшироком диапазоне экспериментальных условий (давления 15-400 торр,скорости потоков до 1600 м/с).2. Установлена зависимость толщины плазменного слоя от давления внеподвижном воздухе: уменьшение от 0.8 до 0.4 мм при давлениях 15250 торр.
Установлено постоянство толщины плазменного слоя (0.4 мм)в потоках за ударной волной при исследованных скоростях иплотностях потоков.223. Впервые систематически исследована динамика ударных волн изобласти импульсного поверхностного скользящего распределенногоразряда в неподвижном воздухе и в газодинамическом потоке придавлениях 15-400 торр и скоростях до 1600 м/с. На основе анализадинамики ударных волн из области разряда показано, что данный типразрядаобеспечиваетвысокоэнергетичноевоздействиекакналаминарный, так и на турбулентный пограничный слой.
На основесравненияэкспериментальнойирасчетнойдинамикитеченияустановлено, что доля энергии разряда, трансформирующаяся в тепло завремя энергоподвода (~200 нс), увеличивается от 15% до 65% сувеличением плотности среды от 0.05 до 0.45 кг/м3. При этомтемпература приповерхностного слоя газа возрастает на 600-1000 К.4. Установлено, что инициирование поверхностных разрядов приводит кповышению среднего давления на стенке канала в потоке за ударнойволной на 6-18% (при числах Маха потока 1.1-1.6 и плотностях 0.060.20кг/м3).Наблюдалисьпериодическиепульсациидавления,вызванные движением ударных волн из области разряда.5. Показано, что турбулизация пограничного слоя приводит к потереоднородногохарактерасвеченияразряда,формированиюкриволинейных каналов за счет возникновения неоднородностейплотности и коэффициента ионизации.6.
Предложен новый метод визуализации структуры приповерхностноготечения газа свечением поверхностного скользящего распределенногоразряда наносекундной длительности, на основе которого определеноположение ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое приразличных скоростях и плотностях потока.4Цитируемая литература1. Черный Г.Г. Эффект энерговклада в областях электрического разрядаоколо тел в потоке. Восьмой Всероссийский съезд по теоретической иприкладной механике. Август 23-29, 2001, Пермь.
С. 594.232. Георгиевский П.Ю., Левин В.А. Управление обтеканием различныхтел с помощью локализованного подвода энергии в сверхзвуковойнабегающий поток // Известия РАН. МЖГ. 2003. №5. С.152-165.3. Bletzinger P., Ganguly B.N., Van Wie D., Garscadden A. Plasmas in HighSpeed Aerodynamics. J. Phys. D: Appl. Phys. 38 (2005). P. R33-R57.4. Fomin V., Tretyakov P., Taran J.-P. Flow control using various plasma andaerodynamic approaches (Short review). // Aerospace Science andTechnology, 8 (2004), pp. 411-421.5. Андреев С.И., Знаменская И.А., Степанец И.В.
Ударный слой ввоздухе, возбужденном объемным разрядом. // Химическая физика.1993, Т. 12, № 3. С. 392-393.6. Алферов В.И. Исследование структуры электрического разрядабольшой мощности в высокоскоростном потоке воздуха. ИзвестияРАН, Сер. МЖГ. 2004, № 6. С. 163-175.7. Третьяков П.К., Яковлев В.И. Структура волны в сверхзвуковомпотоке с лазерным энергоподводом. // ДАН. 1999. Т. 365. N 1. C. 58-60.8.
Александров А.Ф., Шибков В.М., Ершов А.П., Шибкова Л.В.Свободнолокализованныйсверхвысокочастотныйразрядвсверхзвуковом потоке газа // Физика плазмы, 2005. т.31, №9, с.857864.9. Энциклопедия низкотемпературной плазмы: В 4-х тт. Т. 2. Генерацияплазмы и газовые разряды; Диагностика и метрология плазменныхпроцессов. /Под ред. В.Е. Фортова. М., Наука, 2000.10. Баженова Т.В., Гвоздева Л.Г.
Нестационарные взаимодействияударных волн. М., Наука, 1977. 274 с.5ПубликацииРезультаты работы представлены в следующих основных публикациях:1. Знаменская И.А., Латфуллин Д. Ф., Мурсенкова И.В., Сысоев Н.Н.Экспериментальное исследование взаимодействия распадающейсяплазмы импульсного объемного разряда с ударным слоем. ВестникМГУ, Сер. 3. Физика. Астрономия. 2006. № 3. С.
57-61.2. Знаменская И.А., Латфуллин Д. Ф., Луцкий А. Е., Мурсенкова И.В.,Сысоев Н.Н. Развитие газодинамических возмущений из зоныраспределенного поверхностного скользящего разряда. ЖТФ, 2007. Т.77. Вып. 5. С. 10-18.3. Знаменская И.А., Латфуллин Д.Ф., Мурсенкова И.В. Ламинарнотурбулентный переход в сверхзвуковом пограничном слое при24инициировании импульсного поверхностного разряда. Письма в ЖТФ,2008. Т. 34. Вып.
15. С. 75-80.4. Латфуллин Д.Ф., Мурсенкова И.В., Сысоев Н.Н. Динамика давления всверхзвуковом потоке при инициировании импульсных скользящихповерхностных разрядов. Вестник МГУ, Сер. 3. Физика. Астрономия.2009. №3.5. Знаменская И.А., Латфуллин Д.Ф., Мурсенкова И.В. Исследованиеповерхностных разрядов (плазменных листов) в ударной трубе.Материалы Всероссийской научной конференции по физикенизкотемпературной плазмы (ФНТП-2004) (Петрозаводск, 2004).Петрозаводск 2004. С. 172-174.6. Знаменская И.А., Латфуллин Д.Ф., Луцкий А.Е.
, Мурсенкова И.В.Исследование возмущений в зоне поверхностного наносекундногоразряда теневым методом. Труды VIII Международной научнотехнической конференции "Оптические методы исследования потоков"(Москва, 2005). М.., 2005. C. 28-32.7. Latfullin D.F., Lutsky A.E., Mursenkova I.V., Sysoev N.N., ZnamenskayaI.A. Nanosecond Surface Energy Release Analysis Based on Shock WavesInvestigations. Proceedings of 16th International Symposium on TransportPhenomena (ISTP-16) (Prague, Czech Republic, 2005). CD RomProceedings ISTP /2005.8. Знаменская И.А., Латфуллин Д.Ф., Мурсенкова И.В. Анализвозмущений при импульсном поверхностном энерговкладе вгазодинамическийпоток.Тез.
докл.XIIIШколы-семинара«Современные проблемы аэрогидродинамики» (Сочи, 2005). М., 2005.С. 41-42.9. Знаменская И.А., Латфуллин Д.Ф., Мурсенкова И.В., Орлов Д.М.Распределенный поверхностный разряд в сверхзвуковом потокевоздуха. Тез. докл. XXXIII Звенигородской конференции по физикеплазмы и УТС (Звенигород, 2006). М, 2006. С. 289.10. ЗнаменскаяИ.А.,ЛатфуллинД.Ф.,МурсенковаИ.В.Экспериментальное исследование распределенного скользящегоразряда в сверхзвуковом потоке. Материалы YI Международнойконференции по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ2006) (Санкт-Петербург, 2006). М., 2006.
С. 191-192.11. Latfullin D.F., Lutsky A.E., Mursenkova I.V., Orlov D.M., Sysoev N.N.,Znamenskaya I.A. Use of Shock Waves Shadowgraphy and Schlieren forSurface Energy Release Analysis.Proceedings of 12th InternationalSymposium on Flow Visualization (ISFV-12) (Göttingen, Germany, 2006).CD Rom Proceedings ISBN 0-9533991-8-4, ISFV-12-3.3.2512. Znamenskaya I.A., Kostyukov S.A., Latfullin D.F., Mursenkova I.V.Nanosecond surface discharge in supersonic air flow. 13th InternationalConference on Methods of Aerophysical Research (ICMAR-2007)(Novosibirsk, Russia, 2007).
Proceedings, Part Y. Р. 244-249.13. ЗнаменскаяИ.А.,ЛатфуллинД.Ф.,МурсенковаИ.В.Экспериментальное исследование пограничного слоя в сверхзвуковомпотоке воздуха при инициировании плазменного листа. Тез. докл. VI иVIIМеждународнойшколы-семинара"Моделииметодыаэродинамики" (Евпатория, Украина, 2007). М., 2007. С. 164-166.14. Костюков С.А., Латфуллин Д.Ф., Мурсенкова И.В., Сысоев Н.Н.Оптические исследования разряда, скользящего по поверхностидиэлектрика (плазменного листа). Труды IX Международной научнотехнической конференции «Оптические методы исследования потоков»(Москва, 2007); М., 2007. C.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
