Научный отчет № 4682

Название

Экспериментальное и численное исследование нерегулярного отражения нестационарной ударной волны в плазменном образовании импульсного газового разряда".

Авторы

Фокеев В.П., Туник Ю.В., Гринь Ю.И., Шаров Ю.Л., Михайлова Н.И.

Аннотация

В отчете представлены результаты экспериментального и численного исследования, выполненного по Программе Президиума РАН №20 "Взаимодействие плазмы с высокоскоростными потоками газа". Целью работы является исследование влияния импульсного газового разряда (энерговклада) вблизи отражающей поверхности на процесс нерегулярного отражения ударной волны. Эксперименты проведены в ударной трубе при падении ударной волны с числом Маха 2-2,5 на клин с углом 45 градусов в воздухе при давлениях 9 - 30 Торр. Для дугового импульсного разряда впервые выявлены конфигурации с рядом особенностей, заключающихся в многократном увеличении возмущенной области, в формировании второй трехударной конфигурации на ведущем фронте. Расчеты проводятся на основе двумерных уравнений Эйлера с использованием консервативной схемы Годунова и подвижной расчетной сетки с источниковым членом энергоподвода. Результаты оказываются близкими к эксперименту как по общему виду течений, так и по некоторым количественным характеристикам, в частности, также появляется вторая тройная точка, расстояние от этих точек до клина имеет тот же порядок, что и в эксперименте. Численно установлено, что интенсификация энергоподвода увеличивает маховский стебель. Для регулярного отражения (клин 60 градусов), подвод энергии приводит к формированию маховской конфигурации, которое после выключения теплоподвода восстанавливается. На клине с углом близким к критическому (55 градусов) существует минимальная энергия, порядка тепловой энергии набегающего потока, которая обеспечивает переход от регулярной к устойчивой маховской структуре.

Год публикации

2003 г.

Объём

43 с.

Научный руководитель

Черный Г.Г., Левин В.А.

Ключевые слова

ударная волна, воздух, нерегулярное отражение, газовый разряд, энерговклад, эксперимент, ударная труба, визуализация, численное моделирование.