Экспериментальное ис... нестационарных ... при сверхзвуковом о... тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ . ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах руке

" Го 0«

СТЕПАНЕЦ ИРИНА ВЛАДИМИРОВНА

. ДК 533.6.011.72

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИГ ^

НЕСТАЦИОНАРНЫХ " ПРИ СВЕРХЗВУКОВОМ Оь

01.02.05 "Механика жидкостей, газ..

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой'степеш. кандидата физико-математических наук

Москва - 1994

Работа выполнена в Московском государственном авиационном институте

Научные руководители : - доктор физико-математических

наук, профессор С.И.Андреев — кандидат физико-математических наук И.А.Знаменская

Официальные оппоненты: - доктор физико-математических

наук, член-корреспондент РАН В.АЛевин, - кандидат физико-математических наук И.Э.Иванов

Ведущая организация : - Институт высоких температур

РАН, г. Москва

Защита диссертации состоится 1994 г.

на заседании специализированного совета К 053.18.02 в Московском государственном авиационном институте.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАИ.

Адрес института : 125871 Москва, Волоколамское шоссе, 4.

Автореферат разослан " /¿? " а^О^ 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета (П Л.Ф.Лобанова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Актуальность исследования определяется необходимостью всестороннего изучения физических явлений и процессов, происходящих при нестационарном воздействии ударных волн и сверхзвуковых потоков на поверхность тел. Научный и практический интерес при рассмотрении задачи дифракции плоской ударной волны на теле с выемкой представляет получение данных о динамических и тепловых нагрузках, изменяющихся вследствие возникновения колебаний, движении поверхностей разрыва, об особенностях течения внутри выемки. Причиной возникновения нестационарности сверхзвукового течения может быть неравномерное распределение термодинамических параметров и неравновесность микропроцессов в среде. Исследования обтекания поверхностей в таких условиях представляют значительный научный интерес и важны с точки зрения прикладных задач сверхзвуковой аэродинамики, плазмохимии, лазерных технологий. При рассмотрении сверхзвукового обтекания тел потоками с возбуждением внутренних степеней свободы частиц остается мало изученной связь газодинамических и релаксационных процессов. Нестационарность и существенная нелинейность таких задач затрудняют возможность применения аналитических методов и методов численного моделирования. В связи с этим актуальным является экспериментальное исследование нестационарных процессов при сверхзвуковом обтекании тел.

Цель работы. Целью работы являлось экспериментальное исследование нестационарных задач, связанных со сверхзвуковым обтеканием тел. Нестационарность возникала вследствие взаимодействия обтекаемого сверхзвуковым потоком

затупленного тела с областью неравновесно возбужденного газа в потоке или колебаний, возникающих при дифракции плоской ударной волны на теле с выемкой.

В диссертации решались следующие основные задачи: 1. Создание экспериментальной установки для решения задач взаимодействия ударных волн с моделями и обтекания моделей потоками воздуха, в том числе с неравновесным возбуждением внутренних степеней свободы частиц среды. 2. Изучение особенностей дифракции плоской ударной волны на теле с выемкой, в частности динамических и тепловых нагрузок на дне выемки с плоским дном в процессе установления обтекания. 3. Экспериментальное исследование влияния неравновесного возбуждения потока на сверхзвуковое обтекание модели.

Научная новизна. Впервые использован импульсный высокооднородный объемный разряд длительностью менее 1 мкс для неравновесного возбуждения среды в сверхзвуковом потоке при газодинамических исследованиях.

Получены данные о динамике давления на дне выемки и температуры поверхности при дифракции плоской ударной волны на теле с выемкой.

Впервые исследовано сверхзвуковое обтекание затупленного тела потоком неравновесно возбужденного газа при энерговкладе 0.02-^0.08 эВ на частицу. Изучена динамика давления в точке торможения модели и фронта головной ударной волны.

Предложен новый метод визуализации сверхзвукового течения с разрывами с помощью излучения импульсного объемного разряда.

Практическая ценность. Данные по экспериментальному исследованию динамических и тепловых нагрузок при дифракции плоской ударной волны на теле с выемкой необходимо учитывать при расчете воздействия, оказываемого ударными

волнами на тела и конструкции, имеющие полости, выемки и каверны.

Результаты экспериментального изучения воздействия области потока, возбужденной импульсным объемным разрядом, на обтекаемое сверхзвуковым потоком затупленное тело могут быть использованы при определении параметров обтекания поверхностей сверхзвуковыми потоками с неравновесным возбуждением внутренних степеней свободы частиц среды.

Предложенный метод визуализации сверхзвуковых течений с разрывами свечением импульсного объемного разряда применим для исследования структуры как стационарных, так и нестационарных потоков газа.

Защищаемые положения.

1. Данные по динамике давления и нестационарному теплообмену на дне выемки с плоским дном при дифракции плоской ударной волны на теле с выемкой.

2. Результаты экспериментального исследования динами-' ки отхода головной ударной волны и давления в точке торможения затупленной модели, обтекаемой сверхзвуковым потоком, при воздействии области потока, возбужденной импульсным объемным разрядом.

3. Метод визуализации стационарных и нестационарных сверхзвуковых течений с разрывами свечением импульсного объемного разряда с плазменными электродами.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на IY Всесоюзной конференции "Кинетические и газодинамические процессы в неравновесных средах" (Красновидово, 1988); Всесоюзном научном семинаре "Взаимодействие акустических волн с плазмой" (г. Мегри, 1989); III Всесоюзном совещании "Физика и газодинамика ударных волн" (г. Владивосток, 1989); IX Научно-технической конференции по авиационной акустике

Ь

(г. Суздаль, 1989); Научном семинаре ИВТ РАН под рук. Т.В.Баженовой (г. Москва, 1989); Всесоюзном семинаре "Проблемы преобразования энергии и рационального использования органического топлива в энергетике" (г. Киев, 1990, 1991); Всесоюзном симпозиуме "Газодинамика взрывных и ударных волн, детонационного и сверхзвукового горения" (г. Алма-Ата, 1991); Международной школе-семинаре "Физика и газодинамика ударных волн" (г. Минск, 1992); У1 Конференции по физике газового разряда (г. Казань, 1992); X Симпозиуме по горению и взрыву (Черноголовка, 1992); ХУ1 Научно-технической конференции "Высокоскоростная фотография, фотоника и метрология быстропротекающих процессов" (г. Москва, 1993); а также на научных семинарах кафедры физики МАИ (1988-1992).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано двенадцать печатных работ, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 159 страниц и включает 117 страниц машинописного текста, 31 рисунок, 1 таблицу и список литературы из 112 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируется основная цель исследования и определяется круг решаемых задач, а также кратко излагается содержание диссертации по главам.

Первая глава содержит обзор экспериментальных и теоретических работ, посвященных взаимодействию ударных ноли и сверхзвуковых потоков с телами.

В п. 1.1 проведен анализ работ по изучению взаимодействия ударных воли с телами, имеющими выемки, и сверхзвуковому обтеканию таких тел. Отмечено, что в задаче дифракции плоской ударной волны на теле с выемкой экспериментально и теоретически исследовались особенности структуры течения вблизи выемки. Рассмотрены результаты экспериментальных работ по обтеканию тел с выемками сверхзвуковыми потоками в аэродинамических трубах, в которых описываются незатухающие пульсации давления в выемке и головного скачка уплотнения, нагрев газа в выемке. Обсуждаются теоретические работы по исследованию устойчивости сверхзвукового обтекания тел с выемками.

В п. 1.2 проанализированы работы, касающиеся обтекания тел сверхзвуковыми потоками с нсоднородностями термодинамических параметров и неравновесностыо среды. Отмечено, что экспериментальный материал по изучению газодинамических процессов, происходящих при сверхзвуковом обтекании тел неравновесно возбужденным газом, достаточно ограничен. В проведенных теоретических исследованиях определяется влияние отдельных процессов, происходящих в неравновесной среде, на обтекание поверхностей.

В п.1.3 рассмотрены вопросы неравновесного возбуждения среды газовым разрядом. Приведена классификация типов разряда, указаны параметры газоразрядной плазмы. Обоснована эффективность использования импульсного несамостоятельного разряда для однородного объемного возбуждения внутренних степеней свободы частиц среды.

Вторая глава посвящена описанию экспериментальной установки и диагностического комплекса.

В п.2.1 обосновывается выбор конструкции установки. Отмечены преимущества получения ударных воли и создания спсрх'^пукопмх потоков и ударной трубе по сравнению с другими лабораторными способами. Приведены параметры течения газа в, ударной трубе.

В п.2.2 дано описание характеристик однодиафрагменной ударной трубы, в которой проводились эксперименты.

Камера низкого давления имела длину 240 см и внутреннее сечение прямоугольной формы размером 24x48 мм2. Фор-вакуумным насосом камера низкого давления откачивалась до остаточного давления в несколько десятых торра, затем заполнялась рабочим газом - воздухом — до давления 3-^350 торр. Натекание из-за недостаточной герметичности не превышало 1 торра за время проведения опыта ( « 1 мин ).

Камера высокого давления длиной 52 см, внутренним диаметром 40 мм была рассчитана на давления до 40 атм. В качестве толкающего газа использовался гелий. Ударная труба была снабжена устройством для принудительного разрыва диафрагмы, разделяющей рабочий и толкающий газы.

Рабочая секция ударной трубы, изготовленная из капроло-на, имела длину 33.5 см. В ней находился контур для создания газового разряда. На участке длиной 17 см две противоположные стенки секции были заменены плоскопараллельными кварцевыми стеклами так, что канал рабочей секции являлся продолжением канала камеры низкого давления. Рядом с рабочей секцией располагалась секция для закрепления моделей, за ней - гасящий бак объемом 0.03 м3.

Ударная труба позволяла получать ударные волны в воздухе с числами Маха М0-1.1-5-5.6 и спутшле патоки со скоростями до 1600 м/с.

В п.2.3 приведена схема электроразрядного контура и опиаты характеристики импульсного объемного разряда с двумя плазменными электродами. Питание разряда осуществлялось от

конденсатора емкостью 0=2700 пФ, заряжаемого до напряжения 25-ИО кВ и коммутируемого разрядником РУ-65.

Скользящие по поверхности диэлектрика разряды, образующие плазменные поверхности размером 30x100 мм2, создавались при подаче нысокоиольтмош импульса на систему электродов специальной конфигурации. Их излучение обеспечивало интенсивную предыонизацию среды в качестве распределенного источника ультрафиолетового излучения. В промежутке шириной 24 мм между плазменными электродами формировался объемный разряд.

Объемный разряд осуществлялся при плотности воздуха 0.01-г0.21 кг/м3. Ток разряда достигал 300-Т-500 А. В объем вводилась энергия 0.01+0.024 Дж/см3 за время менее I мкс. Значения приведенной напряженности электрического поля были Е/Ы=(2-г7) • 10"15 В • см2. Показано, что в воздухе при таких условиях эффективно возбуждаются электронные состояния молекул азота и кислорода и происходит ионизация молекул. Начальная концентрация электронов, оцененная по току разряда, составляла величину порядка 10 см .

Диагностический комплекс установки рассмотрен в п.2.4. С помощью пьезоэлектрических датчиков давления, установленных вдоль канала ударной трубы и на моделях, контролировалось движение ударной волны, осуществлялся запуск системы синхронизации, измерялись импульсные давления за фронтом ударных волн й на обтекаемых поверхностях. Коэффициент чувствительности датчиков составлял 1+5 мкВ/Па. Нестационарная температура поверхности моделей измерялась тонкопленочными платиновыми термометрами сопротивления чувствительностью 2+3 мкВ/К. Регистрация сигналов производилась запоминающими осциллографами.

Система оптического зондирования предусматривала получение простых теневых и шлирен-снимков течения в рабочей секции, включая газоразрядный промежуток. Импульсным ис-

точником служил оптический квантовый генератор ОГМ-20, работающий па длине полны 0.6843 мкм. Излучение газоразрядной плазмы регистрировалось интегралыю фотоаппаратом и в фотохронографическом режиме электронно-оптической камерой АГАТ СФ-ЗМ.

Измерение тока газового разряда производилось с помощью шунта сопротивлением 6.1 • 10"^ Ом, изготовленного по специальной методике. Полученные значения тока использовались для оценки начальной концентрации электронов.

Таким образом, диагностический комплекс установки позволял контролировать газодинамические параметры течения, определять положение и форму скачков уплотнения, измерять динамические и тепловые нагрузки на обтекаемые поверхности, определять параметры разряда.

В п.2.5 описана методика обработки экспериментальных данных, проведена оцс нка точности измерений.

Относительная погрешность при измерении скорости ударной волны базовым методом не превышала 1%. Погрешность при измерении давления пьезоэлектрическим датчиком была менее 8%, при измерении температуры поверхности тонкопленочным термометром сопротивления — менее 15%. Тепловые потоки к поверхности рассчитывались по осциллограммам температуры с точностью до 20%. Погрешность величины сопротивления шунта составила менее 12%, ток разряда измерялся с погрешностью до 20%.

В третьей главе приведены результаты экспериментального исследования взаимодействия ударной волны с телом, имеющим выемку, и перехода к установившемуся обтеканию тела спутным потоком газа.

В п.3.1 дана постановка задачи и условия проведения экспериментов по изучению дифракции плоской ударной волны на модели с выемкой. Модель - полый металлический цилиндр с плоским дном - устанавливалась в рабочей секции под нуле-

пым углом атаки к падающей ударной волне. Толщина стенок цилиндра была I мм, открытый конец имел острые кромки. Глубину выемки / можно было плавно изменять в пределах от О до 20 мм. Использовались три модели с диаметром пыемки г/, равным 6, 10 и 18 мм. Заподлицо с поверхностью в центре плоского дна выемки модели устанавливался пьезоэлектрический датчик давления или платиновый тонкопленочный термометр сопротивления. Диаметр рабочей поверхности датчика давления составлял 2 или 4 мм, термометра сопротивления -5 мм. В случае сверхзвукового спутного потока за падающей ударной волной изучался переход к стационарному сверхзвуковому обтеканию модели.

Результаты исследования динамики давления на дне выемки при взаимодействии плоской ударной волны с телом, имеющим выемку, описаны в п.3.2. Числа Маха падающей ударной волны составляли М0= 1.1-М.2, начальные давления перед волной — Ро=3-Н350 торр.

Во всех экспериментах зарегистрированы затухающие пульсации давления в выемке. Периоды наблюдаемых колебаний в безразмерном виде не зависели от размеров модели и определялись глубиной выемки и числом Маха падающей ударной полны. При всех условиях эксперимента они совпали с расчетными значениями по формуле четвертьволнового резонатора с учетом отхода головной ударной волны. Время затухания колебаний давления линейно зависело от глубины выемки.

В широком диапазоне интенсивностей ударных волн и параметров течения обнаружено существенное ( до 70% ) превышение давления в выемке за отраженной ударной ьолной по сравнению с соответствующей величиной давления для плоского торца модели ( 1=0 ). После резкого скачка давления, соответствующего приходу и отражению от дна выемки падающей ударной волны, наблюдался дальнейший рост давления в выемке в течение 5-Н5 мкс.

Исследована зависимость величины превышения давления в выемке от числа Маха падающей ударной волны, начального давления перед волной, геометрических размеров выемки. На рис.1 показаны величины давления за отра- рурл ! женной ударной волной в выемке глубиной 10 мм в зависимости от числа Маха падающей ударной полны лля различных моделей ( 1-3 ). Измеренное давление отнесено к начальному. Для сравнения приведены экспериментально измеренные величины давления за отраженной волной на плоском торце моделей ( Г-3'). Сплошная линия - расчет давления за отраженной ударной волной по одномерной теории. При увеличении глубины выемки величина превышения сначала возрастала, а при 1/й > 1 оставалась практически неизменной. Уменьшение начального давления перед падающей волной при прочих равных условиях приводило к увеличению эффекта превышения давления.

Анализ полученных экспериментальных результатов позволил объяснить эффект превышения давления наличием вторичной ударной волны за отраженной ударной волной в выемке. Рассмотрен механизм образования вторичной ударной

• о . 1, !

* л - г,

41. I, У

1.0

1,5

гв

Ро=304 торр; 1,1* - ¿=6 мм; 2,2' - 10 мм; 3,3' - 18 мм.

Рис.1.

о

волны с помощью одномерной модели нарастания толщины вытеснения.

В м.3.3 рассмотрены особенности теплоотдачи при взаимодействии ударной волны с телом, имеющим выемку. Динамика температуры поверхности дна выемки исследована при числах Маха падающей ударной волны М0=3.сн-3.8, начальном давлении />0=9-^25 торр. Использовалась модель с диаметром выемки ¿/=10 мм.

Показано, что слой воздуха в выемке замедляет теплообмен между ударным слоем и поверхностью дна выемки, что приводит к снижению скорости роста температуры со временем при увеличении глубины выемки. Обнаружено, что при 1/й > 0.3 процесс установления монотонного роста температуры дна выемки носит колебательный характер, проявляющийся в периодических подъемах и спадах температуры. При 0.3 < \/й < 1 колебания происходили на фоне повышения среднего значения температуры, при 1/й > 1 - при постоянном значении температуры поверхности. Зависимость времени установления монотонного роста температуры поверхности дна выемки от глубины носила линейный характер только при небольших глубинах ( 1/(1 < 1 ). Сравнение с временами установления стационарного давления в точке торможения модели и стационарного отхода головной ударной волны перед моделью показало, что колебания температуры поверхности дна выемки затухают быстрее колебаний давления в выемке и быстрее колебаний отхода головной ударной волны.

Произведенный по осциллограммам температуры расчет тепловых потоков к поверхности дна выемки показал наличие максимума спустя 5-Н5 мке после отражения ударной волны, который может быть связан с действием вторичной ударной полны.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию влияния неравновесное™ потока па сверхзвуковое обтекание затупленного тела.

Постановка задачи и условия проведения экспериментов с неравновесным возбуждением потока импульсным разрядом описаны в п.4.1. Эксперименты проведены при числах Маха

•з

потока А//=1.34-Н.75, плотности в потоке р1=0.07-Ю.21 кг/м . На разрядный промежуток подавалось напряжение 26-5-40 кВ. Вводимая в разрядный объем удельная энергия составляла и>=0.02-Н).08 эВ на частицу при удельной энтальпии газа в потоке /¡=0.2б-Ю.35 эВ на частицу. Общая длительность возбужденного течения около модели была 80-Н40 мкс.

Модель представляла собой цилиндр из капролона диаметром 9 мм или 10 мм со сферическим затуплением. Она устанавливалась под нулевым углом атаки к набегающему потоку. Импульсный объемный разряд инициировался в сверхзвуковом потоке за падающей ударной волной спустя 30-Н50 мкс после прихода падающей ударной волны к модели, когда устанавливалось стационарное сверхзвуковое обтекание модели. Объем неравновесно возбужденного разрядом газа сносился потоком к модели и взаимодействовал с головной ударной волной, ударным слоем, поверхностью модели.

Проведен анализ однородности возбуждения среды импульсным разрядом с плазменными электродами.

Результаты оптического исследования ударного слоя при обтекании модели потоком, возбужденным газовым разрядом, изложены в п.4.2. Модель диаметром 0=9 мм помещалась на различных расстояниях от разрядного промежутка, а также внутри области разряда.

Теневым и шлирен-методом установлено, что при воздействии возбужденного газа обтекаемую сверхзвуковым потоком модель происходит изменение формы и положения головной ударной волны без заметного изменения структуры фронта вол-

ны и ударного слоя. После значительных изменений на начальной стадии устанавливалось постоянное положение головного скачка уплотнения с увеличенным значением отхода, соответствующее квазистационарному обтеканию модели воздухом, возбужденным импульсным объемным разрядом. Увеличение отхода на этой стадии достигало 20%. По окончании возбужденного течения восстанавливалось первоначальное положение головной ударной волны в течение 15+20 мкс.

х/Ъ

0,36

0,34

0,32<>

0,10

Измерения квазистационарного отхода головной ударной волны вдоль нулевой линии тока ( х/В ) показали зависимость от энерговклада в объем м'/И и влияние влажности воздуха а ( рис.2 ). Сделан вывод о нетепловом характере изменения отхода в экспериментах и проведена оценка скорости звука в потоке воздуха, возбужденном импульсным объемным разрядом.

В п.4.3 приведены результаты исследования динамики давления в точке торможения модели при воздействии возбужденного газовым разрядом потока. Модель диаметром 10 мм располагалась на расстоянии 48 мм от разрядного промежутка. Для измерения давления в точке торможения модели использовался пьезоэлектрический датчик давления чувствительностью 4.4 мкВ/Па с диаметром рабочей части 4 мм.

Рассмотрена динамика давления на начальной стадии воздействия возбужденной разрядом области с точки зрения взаи-

М]= 1.67, р!=0.11 кг/м\ 1 - а/р!=0.006, 2 - 0.008.

Рис.2.

модействия слабых неоднородностей с головной ударной волной и ударным слоем. Обнаружено снижение давления в точке торможения до 30% при квазистационарном обтекании модели возбужденным потоком. Получены экспериментальные зависимости давления торможения от энерговклада и содержания влаги в среде (1,2 на рис.3 ). Сделан полуэмпирический расчет

РгУРг

М 1=1.67, р 1=0.11 кг/м3;

0,15 ^

1 - л/р 1=0.006, 2,3 - 0.008.

Рис.3.

давления торможения, соответствующего измеренным величинам отхода головной ударной волны при обтекании возбужденным потоком ( 3, рис.3 ). Проведен анализ полученных данных и отмечено количественное несоответствие между квазистационарными величинами давления^ торможения и отхода головной ударной волны, которое может-быть связано с влиянием процессов внутри ударного слоя и вблизи поверхности модели.

Новый метод визуализации сверхзвукового течения с разрывами свечением импульсного объемного разряда с плазменными электродами представлен в п.4.4. Показана применимость метода для визуализации как стационарных, так и нестационарных потоков в ударной трубе. Обоснована возможность изучения структурных особенностей течений при различных режимах инициирования разряда.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Создана экспериментальная установка для исследования задач взаимодействия ударных волн и потоков с поверхностями, в том числе с возбуждением внутренних степеней свободы частиц в потоке объемным газовым разрядом. Впервые для создания неравновесности среды в сверхзвуковом потоке воздуха использован высокооднородный импульсный объемный разряд с плазменными электродами длительностью менее 1 мкс.

2. Систематически исследована динамика давления на дне цилиндрической выемки с плоским дном при дифракции плоской ударной волны с числом Маха Мо~ 1.1-¿-4.2 на модели с выемкой в диапазоне начальных давлений перед ударной волной Л>=3-^350 торр. Обнаружено существенное ( до 70% ) превышение давления в выемке за отраженной ударной волной по сравнению с соответствующей величиной давления на модели без выемки. Получены зависимости превышения давления от геометрических параметров выемки, числа Маха падающей ударной волны и начального давления. Исследованы особенности теплоотдачи при отражении плоской ударной волны от тела с выемкой.

3. В экспериментах по исследованию взаимодействия неравновесно возбужденной области потока с обтекаемой сверхзвуковым потоком воздуха моделью при числах Маха потока Мг= 1.34-Н.75, плотности в потоке р 1=0.07^0.21 кг/м3, удельном энерговкладе в среду 0.02-^0.08 эВ на частицу на стадии квазистационарного обтекания обнаружено увеличение отхода головной ударной волны до 20% без заметного изменения структуры фронта волны. Установлена зависимость отхода головной ударной волны вдоль нулевой линии тока от величины энерговклада и показано влияние влажности воздуха на изменение отхода головной ударной волны.

4. Изучена динамика давления в точке торможения обтекаемой сверхзвуковым потоком воздуха модели при воздействии области потока, неравновесно возбужденной импульсным объемным разрядом. На стадии квазистационарного обтекания обнаружено снижение давления до 30% в диапазоне чисел

■з

Маха потока М/= 1.50-М.75, плотностей р1=0.09^~0.17 кг/м в потоке при удельном энерговкладе в среду 0.02-^0.08 эВ на частицу. Получены зависимости давления в точке торможения модели от энерговклада в объем и содержания влаги в воздухе.

5. Предложен и реализован новый метод оптической визуализации сверхзвуковых течений с разрывами свечением импульсного объемного разряда с плазменными электродами длительностью менее 1 мкс, применимый для исследования структуры как стационарных, так и нестационарных потоков газа.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Знаменская И.А., Степанец И.В. Динамика давления при отражении ударной волны от тела, имеющего выемку. Тез. докл. ГУ Всесоюзной конференции "Кинетические и газодинамические процессы в неравновесных средах". М., МГУ, 1988. С. 124.

2. Степанец'И.В. Аномальное повышение давления в канале за отраженной ударной волной. В сб. "Исследования в области физики газа, плазмы и твердого тела". Деп. в ВИНИТИ 1989, Ne 5100-В89. С. 50-55.

3. Андреев С.И., Знаменская И.А., Степанец И.В. и др. Взаимо действие слабой ударной волны с плазмой объемного газовоп разряда. Тез. докл. Всесоюзного научного семинара "Взаимодей сгвие акустических волн с плазмой". Ереван, 1989. С. 87-88.

4 . Знаменская И.А., Степанец И.В. Пульсации давления на повер хности модели с выемкой при установлении обтекания. Те;

докл. IX Научно-технической конференции по авиационной акустике. М., ЦАГИ, 1989. С. 132-135.

5. Знаменская И.А., Степанец И.В., Шугаев Ф.В. Возникновение пика давления в канале за отраженной ударной волной. Изв. АН СССР, Сер. МЖГ, 1990. № 6. С. 178-181.

6. Андреев С.И., Знаменская И.А, Степанец И.В. Прохождение ударной волны через область объемного разряда. Тез. докл. Всесоюзного симпозиума "Газодинамика взрывных и ударных волн, детонационного и сверхзвукового горения". Новосибирск, 1991. С. 8.

7. Андреев С. И., Знаменская И А, Степанец И.В. Экспериментальное исследование ударного слоя в условиях неравновесного возбуждения. Тез. докл. Всесоюзного симпозиума "Газодинамика взрывных и ударных волн, детонационного и сверхзвукового горения". Новосибирск, 1991. С. 9.

8. Андреев С.И., Знаменская И.А., Кули-заде Т.А, Степанец И.В. Импульсный объемный разряд в ударной трубе. Тез. докл. YI Конференции по физике газового разряда. Казань, 1992. Ч. 1. С. 18-19.

9. Знаменская И.А., Лагутов Ю.П., Степанец И.В. Особенности теплоотдачи при взаимодействии ударной волны с телом, имеющим выемку. ТВТ, 1992. Т. 30. № 4. С. 841-844.

10. Андреев С.И., Знаменская И.А, Кули-заде Т.А., Степанец И.В. Структура ударной волны в газе, ионизированном импульсным объемным разрядом. Тез. докл. X Симпозиума по горению и взрыву. Детонация. Черноголовка, 1992. С. 110-111.

11. Андреев С.И., Знаменская И.А., Степанец И.В. Ударный слой в воздухе, возбужденном объемным разрядом. Химическая физика, 1993. Т. 12. № 3. С. 392-393.

12. Знаменская И.А., Кули-заде ТА., Степанец И.В. Регистрация пространственно-временной структуры сверхзвукового течения с высоким разрешением. Сб. докл. XYI Научно-технической конференции "Высокоскоростная фотография, фотоника и метрология быстропротекающих процессов". М., ВНИИОФИ, 1993. С.71.