Научный отчет № 5235

Название

Проведение экспериментальных исследований в ударной трубе по определению кинетических характеристик неравновесных процессов и интенсивности излучения (включая вакуумное ультрафиолетовое) при повышенных температурах за фронтом волны, за счет увеличения ее скорости до второй космической.

Авторы

Шаталов О.П., Ибрагимова Л.Б., Левашов В.Ю., Козлов П.В., Романенко Ю.В., Забелинский И.Е., Быкова Н.Г., Герасимов И.Г., Акимов Ю.В.

Аннотация

Объект исследования: неравновесное излучение смесей с аргоном кислорода, азота и воздуха в ударных трубах. Цели работы: – проведение экспериментов в ударных трубах по измерению интегральных и временных характеристик излучения компонент воздуха и их смесей с аргоном в видимом, ультрафиолетовом и вакуумном ультрафиолетовом диапазонах спектра при параметрах потока (температура, плотность), максимально приближенным к параметрам при движение СА со второй космической скоростью. - создание физической и вычислительной модели наблюдаемых процессов излучения. Методология проведения работы: при проведении работ использовано современное экспериментальное оборудование и имеющаяся в литературе информация о процессах, протекающих за фронтом ударной волны в высокотемпературном воздухе. С целью максимально приблизить параметры излучающего газа за фронтом ударной волны к параметрам, соответствующим движению СА со второй космической скоростью, выполнены эксперименты в смесях компонент воздуха с инертным разбавителем (аргоном). Результаты работы: Измерена эволюция излучения линий, кислорода, азота, аргона и панорамные снимки излучения за фронтом ударной волны в диапазоне спектра 200 - 1100 нм. Экспериментально показано, что длительность излучения ударной волны увеличивается с увеличением начального давления. По наблюдаемому профилю линии примеси водорода выполнена оценка концентрации электронов за фронтом ударной волны (~4·10¹⁶см-³). Создана четырехуровневая модель атома (аргона) и с использованием её выполнено моделирование кинетики возбуждения и расселения возбужденных электронных уровней, излучение которых наблюдается в экспериментах. Область применения: Физическая газодинамика, спектральные измерения высокотемпературных потоков газа и плазмы. Результаты рекомендуется использовать при проведении работ, проводимых в рамках НИР «Эксперимент».

Год публикации

2014 г.

Объём

121 с.

Научный руководитель

Шаталов О.П.

Ключевые слова

ударная труба, ударные волны, спектральная плотность энергетической яркости, эксперимент, излучение, аргон, азот, кислород, воздух, электроны, моделирование излучения.