Научный отчет № 5276

Название

Обобщение полученных результатов по кинетике неравновесных процессов и излучения за фронтом ударных волн различной интенсивности. Проведение экспериментов по уточнению необходимых характеристик. Выдача рекомендаций по кинетическим характеристикам процессов и интенсивности излучения воздуха за ударными волнами для условий входа СА в атмосферу со второй космической скоростью. (Итоговый).

Авторы

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

Аннотация

Объект исследования: неравновесное излучение смесей с аргоном кислорода, азота и воздуха в ударных трубах. Цели работы: – обобщение полученных результатов по кинетике неравновесных процессов и излучения за фронтом ударных волн различной интенсивности. Проведение экспериментов по уточнению необходимых характеристик; – выдача рекомендаций по кинетическим характеристикам процессов и интенсивности излучения воздуха за ударными волнами для условий входа СА в атмосферу со второй космической скоростью. Методология проведения работы: при проведении работ использовано современное экспериментальное оборудование, имеющаяся в литературе информация о процессах, протекающих за фронтом ударной волны в высокотемпературных газах, полученные на предыдущих этапах работы результаты (отчеты № 5166 (2012 г.), № 5205 (2013 год), № 5234 (2014 г.)), разработанная радиационно-столкновительная модель излучения газа за фронтом ударной волны. Результаты работы: экспериментально уточнены и обобщены результаты по кинетике неравновесных процессов и излучения за фронтом ударных волн для условий входа СА в атмосферу со скоростями вплоть до второй космической скоростью в воздухе, азоте, кислороде, и аргоне. Представлены экспериментальные результаты временно́й эволюции излучения линий кислорода, азота, аргона, и развёртки излучения газа (панорамные снимки) за фронтом ударной волны в широком диапазоне спектра - от ультрафиолетового до инфракрасного (120 - 1100 нм). Измерено время задержки излучения, скорость нарастания интенсивности, спектральное распределение, временная эволюция интенсивности излучения и температура уровней энергии Представлены значения кинетических характеристик процессов излучения аргона (как модельного газа) за ударными волнами для условий входа СА в атмосферу со скоростью, близкой ко второй космической. Уточнена созданная ранее четырехуровневая модель атома аргона и с использованием её выполнено моделирование кинетики возбуждения и расселения возбужденных электронных уровней аргона, излучение которых наблюдается в экспериментах. Получено удовлетворительное согласие экспериментальных и расчетных результатов. Область применения: Физическая газодинамика, аэротермофизика, спектральные измерения высокотемпературных потоков газа и плазмы. Результаты рекомендуется использовать при проведении работ, проводимых в рамках НИР «Эксперимент».

Год публикации

2015 г.

Объём

125 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.