Нестационарное взаимодействие плоской ударной волны с областью наносекундного распределенного сильноточного скользящего разряда (1104116)
Текст из файла
На правах рукописиОРЛОВ Денис МихайловичНЕСТАЦИОНАРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПЛОСКОЙУДАРНОЙ ВОЛНЫ С ОБЛАСТЬЮ НАНОСЕКУНДНОГОРАСПРЕДЕЛЕННОГО СИЛЬНОТОЧНОГОСКОЛЬЗЯЩЕГО РАЗРЯДАСпециальность 01.04.17 – химическая физика,горение и взрыв, физика экстремальных состояний веществаАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукМосква – 2010Работа выполнена на кафедре молекулярной физики физическогофакультета Московского государственного университета имени М.В.ЛомоносоваНаучный руководительдокторфизико-математическихпрофессорЗнаменская Ирина Александровнанаук,Официальные оппонентыдокторфизико-математическихпрофессорГолуб Виктор Владимировичнаук,кандидат физико-математическихПопов Николай Александровичнаук,Ведущая организацияИнститут нефтехимического синтеза им.А.В.Топчиева РАНЗащита состоится 19 мая 2010 года в 16:30 на заседании диссертационногосовета Д 501.002.01 в Московском государственном университете им.
М.В.Ломоносова по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ,физический факультет, аудитория ЮФА.С диссертацией можно ознакомитьсяфакультета МГУ им. М.В. Ломоносова.вбиблиотекефизическогоАвтореферат разослан 15 апреля 2010 годаУченый секретарьдиссертационного совета Д 501.002.01,кандидат физико-математических наук2Т.В. Лаптинская1Общая характеристика работыАктуальность работы.Интенсивно проводимые в последние годы исследования в областивзаимодействий ударных волн с плазмой различных типов разрядов,влияния возникающих неоднородностей и слабых возмущений нараспространениегазодинамическихразрывовимеликонечнуюприкладную цель – коррекцию режимов обтекания.
Для обеспечениябезопасного и эффективного полета на высоких скоростях необходимомаксимально исследовать возможность контроля сверхзвукового потока. Взависимости от стадии полета реализуется либо нестационарный, либостационарный, установившийся, режим течения. Нестационарное течениехарактеризуется изменением во времени параметров газа и положенийразрывов, что затрудняет управление потоком и ведет к необходимостикорректировки степени воздействия на поток.
В случае импульсноголокального воздействия приходится изменять не только интенсивностьвоздействия, но и точку воздействия.Проводимый в диссертации анализ газодинамического аспектавоздействия импульсного разряда на поток с ударной волной позволяеттакже оценить некоторые параметры плазмы и более глубоко понятьпротекающие в ней физико-химические процессы.Постановка задачи.
В данной работе решается фундаментальнаязадача плазменной газодинамики о нестационарном взаимодействиигазодинамическогообластьюразрывапоперечного(ударнойимпульсноговолны)сприповерхностнойсильноточногоскользящегораспределенного разряда. Решается самосогласованная задача взаимноговоздействия двух объектов исследования – ударной волны и импульсногоразряда.Цель диссертационной работы - экспериментально исследоватьнестационарный процесс взаимодействия высокоскоростного потока3воздуха с плоской ударной волной с приповерхностной протяженнойобластьюгаза,созданнойимпульснымскользящимсильноточнымпоперечным разрядом.
На пути к данной цели необходимо было решитьдвевзаимосвязанныезадачи:исследоватьвоздействиенавысокоскоростной поток газа с ударной волной импульсного источникаэнерговклада на основе поверхностного разряда; исследовать влияниетечения с ударной волной на развитие разряда, и по анализугазодинамических полей течения оценить параметры приповерхностногослоя газа, образованного разрядом при различных условиях и наразличных временных стадиях после его инициирования.При решении этих задач необходимо было:−наладить системы синхронизации и диагностики разряда и потокагаза;−провести исследование пространственно-временных характеристикизлучения разряда при различных начальных условиях, связанных сположением ударной волны в разрядном промежутке, ее числом Махаи начальным давлением в рабочей секции;−провести исследование полей течения после разрядного воздействияна поток с ударной волной;−разработать методику оценки параметров возбужденной разрядомобласти газа (температуры и доли разрядной энергии, идущей нанагрев газа за время разряда).Научнаяновизна.Какследуетнестационарномувзаимодействиюнаносекундныеповерхностныеизударныхобзораволнлитературысраспределенныеповозмущениями,разрядынерассматривались ранее с точки зрения изучения их взаимодействия свысокоскоростными потоками газа с газодинамическими разрывами.
Врезультатеработыбылиполученыхарактеризующие ее научную новизну:4следующиерезультаты,− обнаружены особенности локализации разряда при нахождениифронта падающей ударной волны в межэлектродной области:самолокализацияплазмыпередфронтомударнойволны,неоднородность области локализации, а также выход разряда измежэлектродной области в виде П-образной конфигурации;− на основе этих эффектов показана возможность управленияпараметрами разрядного энерговклада, а следовательно, и течением,при нахождении ударной волны в разрядной области;− поанализуполейприповерхностноготеченияслоябылигаза,оцененыобразованногопараметрыразрядомприразличных условиях и на различных временных стадиях после егоинициирования.Научнаяценностьработызаключаетсявполученииэкспериментальных данных по параметрам нестационарной неравновеснойвысокотемпературнойскользящимобластиразрядомнагаза,образованнойразличныхвременныхимпульснымстадияхпослепрекращения тока разряда; оценке энергии идущей на возбуждениепоступательных степеней свободы молекул за времена протекания токаразрядавзависимостиотобъёмаобластилокализацииплазмы,ограниченной газодинамическим разрывом; детальном исследованиисвойствтеченияпослеразрядноговоздействия;получениисистематических экспериментальных данных по динамике течения, наоснове которых возможна верификация численных моделей и методоврасчёта газодинамических течений с энергоподводом.Практическая ценность работы.
Результаты работы могут бытьиспользованы в качестве рекомендаций для проектирования эффективногоплазменного актуатора, устройства для управления параметрами течения,и при создании летательных аппаратов нового поколения.5Основные положения, выносимые автором на защиту:• экспериментальноемоделированиедвумерногопроцессавзаимодействия ударной волны с поверхностным импульснымэнерговкладом;• метод управления поверхностным разрядом при помощи ударнойволны (на основе эффекта самолокализации разряда);• зависимостьпространственно-временныххарактеристикплазмыимпульсного поверхностного скользящего разряда от начальногодавления и от протяженности области его локализации, ограниченнойударной волной;• результаты исследования динамики взаимодействия ударной волны собластью импульсного поверхностного разряда при различных еепротяженностях и временах после его инициирования;• методика определения энергии, идущей на нагрев газа за времяразряда,навзаимодействияосновесравненияударнойволныэкспериментальнойсобластьюдинамикиэнерговкладасчисленными расчетами;• оценка температур газа в области разряда на различных временахпосле его инициирования по анализу ударно-волновых конфигурацийтечения вблизи поверхности.Апробациядокладывалисьработы.иОсновныеобсуждалисьнарезультатымеждународныхдиссертацииироссийскихконференциях, симпозиумах и семинарах, в том числе: на XVI InternationalSymposium on Transport Phenomena (Prague, 2005); на XXXIII и XXXYЗвенигородских конференциях по физике плазмы и УТС (Звенигород,2006, 2008); на ХIII Международной конференции Ломоносов-2006(Москва, 2006); на VI Международной конференции по неравновеснымпроцессам в соплах и струях (Санкт-Петербург, 2006); на 12th InternationalSymposium on Flow Visualization (Goettingen, 2006); на 7th и 8th InternationalWorkshop on Magnetoplasma Aerodynamics (Moscow, 2007, 2009); на 26th6(Goettingen, 2007) и 27th International Symposium on Shock Waves (St.Petersburg, 2009); на XV школе-семинаре «Современные проблемыаэрогидродинамики» (Сочи, 2007); на International conference on themethods of aerophysical research (Novosibirsk, 2008); на Третьей школесеминаре по Магнитоплазменной Аэродинамике (Москва, 2008); на 13thInternational Symposium on Flow Visualization and 12th French Congress onVisualization in Fluid Mechanics (Nice, 2008); на XVII InternationalConference on Gas Discharges and their Applications (Cardiff, 2008); наДевятойМеждународнойшколе-семинаре"Моделииметодыаэродинамики" (Евпатория, 2009); на X Юбилейной Международнойнаучно-технической конференции «Оптические методы исследованияпотоков» (Москва, 2009); на 22nd International Colloquium on the Dynamicsof Explosions and Reactive System (Minsk, 2009), на научной конференцииЛомоносовские чтения – 2010 (Москва, 2010); на семинаре "Получение,исследованиеиприменениенизкотемпературнойплазмы"именипрофессора Л.С.
Полака в Институте нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева РАН (ИНХС РАН) и на научных семинарах кафедрымолекулярнойфизикифизическогофакультетаМГУимениМ.В.Ломоносова.Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы (193 ссылки).Объем диссертации составляет 195 страниц.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
