А.А. Самарский, Ю.П. Попов - Разностные методы решения задач газовой динамики (1161630), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Правая граница — нгкодвнжнан стенка. Пн вгй эадаетсн значение пнпряженпостп магнитного поля, закон изменения которого во вреиепи вычисляетсл из эле«тротсхпического уранвенин члл гвщппеи цепи. Слова магнитное поле паддерлянвается равным нулю. Токае углоляе означает, чта ток, твкущнй в цепи рсьнсотров д целиком замы«естся через плазму. В расчетах пе учитывались процессы лспэапсреноса. Вак панн.ынают оценки, в рассматрнвноном дионнзопе нзчг конан параметров влияви~ ч тепланроводности н излучения можно пренебречь, Соответствующая спстел:з уравпспнч н ~тучзется из общей системы (2.И) — (2.20) в приведенной гл.
1)1 (обозначения те же, уравненнг запя- 397 саны в безраамерной форме): д(() до до др еИ дуу — =о, Е =аГ= — — —, де Еб Р,з о Ч= р = р(р, Т), е = е(р, Т), а = а(р, Т). Эта система уравнений репшстся в области О ( з ( М, 1 > О. где .Ч— масса пзаамы в рсльсотрокс, отш"сонная к единице площади поперечного сечения рельсотрона. Граничные условия, опйсаветые выше, формугеируклтся сзедуеощим обрааом р(0,1) =О, И(0,1) =О, о(М,Е) =О, Н(ду, 1) = бну(Е)~ Тс|П(ЙЕ + Ллг — У(1) + Е(ЛХ Е) = О, д(У дЕ = — Е(С„У(О) = )'., У(О) = О. здесь у(1) — ток в цеше резьсотрова, отнесенный к едпнппе ширины ззскт- рОдОВ, дл, ЛЛ, СЛ, уа — ЭЛЕКтрОтСХНИЧССКИЕ ПаранвтрЫ ВВСПЕПСй цени, Псресчитанпые дзя рсзьсотрона с единичной площадью поперечного сечения.
Уе:авпеееия состояния для водорода, а также зависимость электропроводностк от терллодиналееечгского состояния вещества брались нз таблиц ]40), которые составлены с достаточно аеекурателыле учетоп физики явен пня. 3. Мсханнам образования слоистой структуры. На рпс. 3 — 5 представлены результаты расчета сформутироваппой выше задачи;еэя начального напршкевпя на батарее Ул = 750 в. Проводимость гааз аа фронтом колод. ной ударной волны псвеешпз, постону плотность э.есктрв ссешго тое:а 1 па у о Рис. 3 начальной стадии распределена здесь равномерно (на рис. 3 Е = О,Оеь 008 лксех) Соотвстственно джоу.еев нагрев о также однороден, что приводит к равномерно:лу прогреву газа в пробке. Со временем левый конец пробки, граннчащпй с вакуумок.
начинает охлгоидаться посредством волны разрежения, распрострагзякещсйся взирав. В результате охлаждения газ здесь становится непроводящим. !(о мере нарастания разрядного тока н прогрева газа в пробке ток скинируется в ее передней части (рпс. 3). Здесь же локалиауется джоулев нагрев, а такиес электромагнитная тормоаящая сила, Эти аффекты приводят к воакикяовснию Т-слоя [33, 85) — области в гаае с относительно высокой температурой, которая поддерживается текущими адесь токами. Бурное, взрывоподобное выделенпе джоулева тепла в зоне Т-слоя вызывает рааброс газа пз этой области, что, в частности, усиливает начальную ударную волну.
С ростом полного тока алектромагнитная сила, действующая в основном в районе Т-слоя, увеличивается, что приводит к торно>кению Т-слоя и далее к его остановке и движению в обратном паправлсппк. Это, в свою очередь, порояц»ает мощную ударную волну, идущую налево вниз по потоку. Одпопречепно образуется и волна раарежспия, распространяющаяся направо 41) л, 5'гг1 ая Рис. 4 вслед эа исходной ударной волной.
11оэтому газ в этой зопс справа от Т-сэоя отлаждастся, а электрический ток и шкоулсв нагрев вытесняются в редон фронта волны. В результате возникает второй Т-с:юй (см. рпс. 4). Описанные выше процсссы, сопровождшощпе развитие Т-слоя, повторлются Однако интенсивность ударной волны, рэсп)»ост~ »кающейся направо от второго Т-глав, мээа, тзя что га пей следующий Т-слой уже не возникает. Рис. 4 позволяет проследвгь изменение температуры в течение всего процесса.
Таким образом, в потоке формируются неоднородности — горячие Т-слов, разделенные аочами колодного гааз Характерный вид кисет и профиль плотности, В районе Т-с»юов плотность мала: при возникновении слоя, сопровождающемся бурным выделением тепла, здесь про~»сводят резкое рааре»кгвпе гааа вследствие разлета. В процессе обратного движения Т-слои, как порпшн, «сгребают» гаа перед собой, уплотпнн его.
На ряс. 5 ва плоскости [х, г) изобрел»еп»а траектории даня»евня образовавпгикся Т-слоев н фронта ударной волны. Сопоставление этого графика с СФР-срамной» рвс. 2 указывает пэ большое число общи: черт. В расчете фронт ударной волны движется, замедляясь, со скоростью 12 — 14 кл1« к. 1)то корса»о соогветствует:жсперкмептальпай нартине. ~ Полосатый» участок па Сгр1'-тра»»ме легко отея;дествляатся с Т.слоями, разделенными промежутками колодного газа. Характерна «крючкоогрээнвя» форма полос, паблюд,имая в эксперименте. Опа соответствует форме траектории Т-слоев, полученной в расчете. Лачальная часть траекторий до момента остановки слоя в зксперпмепте нс регистрируется, поскольку тЕмпература в Т-слое на этой стздии еще невелика. !'ис.
5 З 2. Сильпоточпый разряд с учетом аффекта вторичного пробоя *) 7, Яизеи»гс иторпчиого ирааоя п <изьиотачиых разрядах. В зкспоримептах иа сильиоточиыч иип,зьсгыи газаиым разря;шм в х-панчах (рис. 6) при опредеаеииыт услоииит иаб.иадаггся таи паз»!заимея»осоаеппость» в вакаиг. пзхгеиг иии го ер щиьм разрядного тока, Эта особениос|ь воапикает в перлом полупериода ьозеГ»аи»ги тока — и иекаторый ма»сит времени паде- *) Зта работа выпозие!ш авторами совместно с Г. В. Дапиловой, С, И, Курдюмовым п Л.
С. ![зревой. Подробпое иззоткепие работы мотало найти в [34]. 400 В расчетах, так же как и в зксиеримапте, варьировалось начальное иапрялгеиие па битарае иопдаисаторов. Есл~ папршьепиа иигке накоторога критического;шичгиия !'» [40и ( !'»(450 ), и» ьиппша точгиия прпици- ииальио измеияегси: Т-слои щслг»! ис во:апаш!от, слоистая струк- тура исчеза~ т. Теки» образом, а»лаял» УУ зпл и иии порогового паиря- Ю.- Небазирценн»иу шгипя в расчете и зксигри- 4, Нлипииа начальных иеодпородиоетей плазменного сгустка.
Пераоиачальпо дела- ..«, и иош гпш о~г!ишпить гз .и гщо гтруьгуру иптокз и [ зьгзи !иыи итг иак ра!ватле изч!.и иыт игечио!»одиест!!й игами» ирисутс»иующих и испи!го»» изззчгггпо»» сгустио,'[зи проверки тзиой иоз- 'У »шиш~с»и быз проведал сле! чгит В пешитьиы'! профиль ~е.ии !амуры за фронтом валиы Гыл ! ииасспь! возчущешги, '7 уу 5 йлот са»!ого зиачеиии темпера! ! ры, расчет показал, что ш иный 7ссзои иозиикает па З.тл .";. гшзмуигш!чп, распахал»епиач - гу ~0 бл!и!ге всего и франту валлы, штгзг, расин!ринси, злтватыг;ич и ту массу, где ои обраахеи.л и соитие» сга! ищем ва!ш.,ит~ рас лети Гел из шльиьш иолиуша~ий, !!ее характериыо злш.гогы дпиачиип процесса, оиигаииые иыин. в и. 3, иписутстиуют п в рас миг с возмуии пинии, в тои числе наблюдается возпикповепие второго Т-слеп, Остальные иачзльиые позмущеиия па рззнивалатсп, ибо абразоиаишпи.
ся первый, а затем и второй Т-слои за с и т высокой и и ктроироиидиости газа в пих <юкраииругот» магиигиоа пале. Тапки образо» модуляции яачазьиой ! чиературы и плазм ииом сгустки с змг!ли»удой 5 е/„и щш;е пе моаа!т явиться причиной возпикповопик»полагатога» си чгппи в ршисотроие в условиях рассматриваемого зкспарпмепга. В калач сопоставление;икигримепта»ьиых д1ииыт и резузшитав расчетаи иозиоляе~ угаери:дить.
*ма и [7, 706) аксперимшюальио зарегистрировано яваекве 7' слоя, отьрытао рапее теоритпчссьи [85). лпе разридпого тока сигпяегси реаким его израгтапиеч! (рис, 7), Поивлепие особенности е ~оке сопровождаетси ридои лополиительиых зффевтов: аагрлзиеииеи илазиы примесями вещества, из которого выиолпепы степки разридиоб камеры, и, как следствие, пзисиеииоч изчу~ательннх свойств плазмы, зозиикиозениеи з илззие олектрических токов, текущих в обратпом иапраилоиии ио о гнили шпо к освозпоиу току, резиим измеш.ллем ' ..' 'гшчч з ' г Рис. 6 ;шш;~!из[кинг~египт через ~ костик разрл;!а (ипдуктизпости, сопротивлемик) и т.
д. В свое иргиз иолезспис е разрп;!ах по;!обиых особепностеб пьпались обхлопать ~ щс о;!иии зизо ~ исус ни!! [кнос.и плазчьь в рсзузьгаге которой плаз»п ииыб ии»у!ь из ибаись, каса»тек степов разридпой из»геры [5[. Испареплоо при зтои в~ щество стопок попадает в разрид, загрнзииет плазму, изчеиян ее сноиства.
Одкако работы последних лет, а также переосмыслизаипе старых зкспепиментзльиых:!зпиыт заггаилнн т ~ ткззетьси от тико: ! то и»и зрении. (;еичас»~ои»ио считать устеиовлеипыи, что '1 Рг» ' »77 иоустобчиеость, по крайней мере и течение первого иолупориодз разрича, отсутстеугт. так что плазмеипый шнур сохрапш т осы ну»о спииетргпо [1:1, 1И5[. — -Ъ- !1 [ !01, 1и5[ иродложеиа икал модель дли обънсиеиии зилений, соироитидшотиих зознчииизсиие особов~ости з разридс. В иси гуп~гг» игииучо роль игршот процессы дисгшшции шиъгзи и, и шстиосги, световое излучение, которое испариет вешгш ко стенок рззрш!пои кзисры.
!! газе, обризопаешемси в иристепочпой оба»сто. з результате испарении происходит злектрическиб пробой (так и»зь нз~ и»ч чнторччное ча»кигзиие разридз»), пачипают течь токи. !(ак поггазыиашт зш иериионгьь зги иериферибаые токи могут стать сравипмыми по к~ли»иле с иояпыи разрндиым током. В .»ксисрписптах [52! отиечалси так»ке иощиый нратковреиеикый пик злектрического иаприжспик в разриче и кабин~далось поивлекие частиц с вьшоьои зверской, усьорсииых, ио-видимому, возникающей большой равностью иотекдиалов.
После возникновения особоипости ток в центральном шнуре ьшжет чотклнг»итьсл» от впешпей цепи. Тогда в плазме воаликнет внутренний алеьтрнческнй контур, замыкающийся при помощи обратных токов, текущих но ваутреппей части слоя нспареннаго вещества, Электрассагссспнаэ энергия этого контура со аргченем дпссипируется.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
