Моделирование продольно-поперечного разряда в сверхзвуковом воздушном потоке в гидродинамическом приближении

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Получены трехмерные распределения скорости, температуры и давления в сверхзвуковом воздушном потоке при M = 2, а также плотности тока в инициируемом в нем разряде. Газовый разряд постоянного тока величиной 10 А рассматривался в гидродинамическом приближении в рамках канальной модели. Рассмотрена эволюция продольно-поперечного разряда в диапазоне времени t до 20 мкс. Показано, что разряд движется практически со скоростью основного сверхзвукового воздушного потока, достаточно слабо его возмущая. По полученным в расчетах характерным значениям плотности тока и температуры газа 8000–10000 К в разрядном канале сделаны оценки концентрации электронов ne ~ 1016 см–3. Оценена напряженность поля E ~ 125 В/см и приведенная напряженность поля в канале разряда E/N около 30 Тд. В конфигурации аэродинамической модели с укороченными электродами показан переход к закрепленной на их концах фазе разряда.

Об авторах

К. Н. Корнев

МГУ им. М.В. Ломоносова, Физический факультет

Email: singuliarnost@yandex.ru
Россия, Москва

А. А. Логунов

МГУ им. М.В. Ломоносова, Физический факультет

Email: logunov_aa@physics.msu.ru
Россия, Москва

В. М. Шибков

МГУ им. М.В. Ломоносова, Физический факультет

Автор, ответственный за переписку.
Email: valshibmsu@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Leonov S.B. // Energies. 2018. V. 11. P. 1733. https://doi.org/10.3390/en11071733
  2. Lin Bing-xuan, Wu Yun, Zhang Zhi-bo, Chen Zheng // Combustion and flame. 2017. V. 182. P. 102–113. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2017.04.022
  3. Chintala N., Meyer R., Hicks A., Bao A., Rich J.W., Lempert W.R., Adamovich I.V. // Journal of Propulsion and Power. 2005. T. 21. № 4. C. 583. https://doi.org/10.2514/1.10865
  4. Enloe C.L., McLaughlin T.E., VanDyken R.D., Kach-ner K.D., Jumper E.J., Corke T.C. // AIAA JOURNAL. 2004. V. 42. № 3. P. 589. https://doi.org/10.2514/1.2305
  5. Знаменская И.А., Луцкий А.Е., Мурсенкова И.В. // Письма в ЖТФ. 2004. Т. 30. № 24. С. 38. http://elibrary.lt/resursai/Uzsienio%20leidiniai/ioffe/pztf/2004/24/pztf_t30v24_07.pdf
  6. Знаменская И.А., Латфуллин Д.Ф., Луцкий А.Е., Мурсенкова И.В., Сысоев Н.Н. // ЖТФ. 2007. Т. 77. № 5. С.10. http://elibrary.lt/resursai/Uzsienio%20leidiniai/ioffe/ztf/2007/05/ztf7705_02.pdf.
  7. Fridman A., Gutsol A., Gangoli S., Ju Y., Ombrello T. // Journal of Propulsion and Power. 2008. T. 24. № 6. C. 1216. https://doi.org/10.2514/1.24795
  8. Шибков В.М., Шибкова Л.В., Логунов А.А. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. № 8. С. 661. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35642593
  9. Шибков В.М., Шибкова Л.В., Логунов А.А. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 3. С. 314. https://doi.org/10.7868/S0367292117030118
  10. Шибков В.М., Шибкова Л.В., Логунов А.А. // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2018. № 5. С. 44.
  11. Шибков В.М., Шибкова Л.В., Логунов А.А. // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2017. № 3. С. 76.
  12. Копыл П.В., Сурконт О.С., Шибков В.М., Шибко-ва Л.В. // Физика плазмы. 2012. Т. 38. № 6. С. 551.
  13. Зарин А.С., Кузовников А.А., Шибков В.М. Свободно локализованный СВЧ-разряд в воздухе. М.: Нефть и газ., 1996.
  14. Шибков В.М., Двинин С.А., Ершов А.П., Константиновский Р.С., Сурконт О.С., Черников В.А., Шибкова Л.В. // Физика плазмы. 2007. Т. 33. № 1. С. 77.
  15. Шибков В.М., Шибкова Л.В., Громов В.Г., Кара-чев А.А., Константиновский Р.С. // Теплофизика высоких температур. 2011. 49. № 2. С. 163.
  16. Logunov A.A., Kornev K.N., Shibkova L.V., Shibkov V.M. // High Temperature. 2021. Vol. 59. № 1. P. 19–26.
  17. Шибкова Л.В., Шибков В.М., Логунов А.А., Долб-ня Д.С., Корнев К.Н. // Теплофизика высоких температур. 2020. Т. 58. № 6. С. 1–8.
  18. Двинин С.А., Ершов А.П., Тимофеев И.Б., Черни-ков В.А., Шибков В.М. // Теплофизика высоких температур. 2004. Т. 42. № 2. С. 181–191.
  19. Kolev S., Bogaerts A. // Plasma Sources Science and Technology. 2014. T. 24. № 1. C. 015025.
  20. Shang J.S., Huang P.G., Yan H., Surzhikov S.T. // Journal of Applied Physics. 2009. T. 105. № 2. C. 023303.
  21. Nishihara M., Adamovich I.V. // IEEE transactions on plasma science. 2007. T. 35. № 5. C. 1312–1324.
  22. Firsov A., Bityurin V., Tarasov D., Dobrovolskaya A., Troshkin R., Bocharov A. // Energies. 2022. T. 15. № 19. C. 7015.
  23. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1976.
  24. Boulos M.I., Fauchais P., Pfender E. Thermal Plasmas: Fundamentals and Applications, Plenum Press, Springer, 1994.
  25. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. С. 511.
  26. Предводителев А.С. Таблицы термодинамических функций воздуха (для температур от 6 000 до 12 000 К и давлений от 0.001 до 1 000 атмосфер). М.: Изд-во АН СССР. 1957.

Дополнительные файлы


© Российская академия наук, 2023