Введение к работе
Актуальность работы. Интерес к исследованиям распространения ударных волн (УВ) в неоднородных неравновесных средах продиктован необходимостью решения ряда задач плазмо.химии, устойчивости газовых разрядов, аэродинамини, теории взрыва, астрофизики, конструирования и использования лазерной техники. Наиболее характерным способом создания подобной среды является использование газовых разрядов. Газодинамические и плазменные явления, имеющие место в неравновесных газовых разрядах, чрезвычайно многообразны. Совершенствование методики экспериментов дает новую информацию об этих явлениях [1]. Важным объентом исследования является и динамика развития СВЧ разрядов, распространяющихся навстречу источнику электромагнитного излучения в допробойных полях [2].
Представленная в литературе интерпретация экспериментальных результатов по прохождению УВ через неоднородные неравновесные среды и по динамике СВЧ разрядов часто противоречива. В этой связи важное значение приобретает разработка расчетно- теоретических моделей аналиичесних или численных. Аналитические решения для описанного круга задач можно получить лишь в некоторых случаях, допускающих, например,' линеаризацию основных уравнении. Численная же модель дает возможность проанализировать влияние различных процессов на течение в достаточно широком диапазоне параметров.
Цель работы
-
Расчетно-теоретическое исследование взаимодействия ударных волн и газовых потоков с неоднородными плазменными образованиями. Объяснение наблюдавшихся особенностей структуры фронта ударных вопн и их скорости при движении в газовых разрядах.
-
Моделирование динамики импульсного СВЧ разряда, проведение расчетов параметров газоразрядной плазмы и сопоставление с экспериментальными данными.
Научная новизна работы заключается в следующем: 1. Определено влияние слабых и сильных источников энерговыделения на параметры течения потоков газа. На основе решения полной системы уравнении Навье- Стонса рассчитано поле
точения, индуцированного пограничным слоем на плоеной пластине. Исследована перестройка параметров течения при наличии . в пограничном слое источника знерговыделения.
2. В рамках двумерного газодинамического описания исследована
структура ударной волны в плазме тлеющего разряда, объяснены
наблюдавшиеся особенности профиля плотности газа . >
3. Дано объяснение полученным в эксперименте немонотонным
зависимостям скорости УВ от времени горения разряда в азоте.
Выяснен механизм ускорения ударной воины в молекулярной плазме
развивающегося газового разряда при Нь. их давлениях. Проведено
сравнение двух основных механизмов ускорения волны - теплового и
релансационного. Исследовано влияние двумерности задачи на
степень ускорения >'В в колебательно- неравновесном газе .
-
Разработана модель неравновесных инициированных СВЧ разрядов в пучках электромагнитных волн в азоте с учетом кинетических, электродинамических и газодинамических явлений, позволяющая описать как непрерывный, так и скачкообразный характер распространения разряда.
-
На основе предложенной модели проведены расчеты параметров газораарядноИ плазмы и скорости распространения разряда в зависимости от мощности падающего СВЧ излучения.
Результаты расчетов сопоставлялись с имеющимися экспериментальными данными.
Практическая ценность Результаты расчета взаимодействия сверхзвуковых потоков с областями энерговыделения представляют интерес для оптимизации управления параметрами потонов с помощью газовых разрядов. Исследование зависимости скорости ударной волны, распространяющейся в разряде, от времени горения разряда и определение механизма ускорения волны дают возможность использования последней в качестве средства диагностики параметров газоразрядной плазмы. Разработанные модели СВЧ разрядов могут служить основой для расчета и оптимизации газоразрядных устройств.
Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на XIX Международной конференции по явлениям в ионизированных газах (Югославия, Белград, 1989); Международном совещаний "Мощное СВЧ излучение в плазме" (Суздаль, 1990); III МежпународноИ конференции по свойствам и применению диэлектрических материалов (Япония, Токио, 1991); II Всесоюзном совещании "Высбкочастотный разряд в волновых полях" (Куйбышев, 1989), I и II Всесоюзных
научных семинарах "Взаимодействие анустичесних волн с плазмой" (Мегри, 1989, 1991); VIII Всесоюзной конференции по фиэине низкотемпературной плазмы (Минсн, 1991); Международной школе-семинаре "Физика и газодинамика ударных волн" (Минск, 1992); конкурсе молодых ученых ИВТАН (1990); на семинаре "Физийо-химическая кинетика в газовой динамике" (Москва, Институт механики МГУ, центр "Авогаяро", 1993).
Публикации . По теме диссертации опубликовано 10 работ, Струнтура и объем диссертации. Работа изложена на I/O страницах, включая S1 рисунков, состоит из введения, двух глав и заключения. Список литературы содержит2/3 наименований.
