Расширение возможностей теневых и интерференционных методов исследования газовых потоков тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

и«-'-'

на правах рукописи

ПАВЛОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАСШИРЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ТЕНЕВЫХ И ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ

01.02.05. Механика жидкости, газа и плазмы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 7 гс". 2ЭД9

Новосибирск - 2009

003476649

Работа выполнена в Институте теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Косинов Александр Дмитриевич

доктор физико-математических наук, профессор Маркович Дмитрий Маркович

Ведущая организация:

Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ)

Научные руководители:

доктор физико-математических наук Бойко Виктор Михайлович

кандидат физико-математических наук Павлов Александр Алексеевич

Защита состоится 16 октября 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 003.035.02 в Институте теоретической и прикладной механики Сибирского отделения Российской академии наук по адресу: 630090, Новоси-бирск-90, ул. Институтская, 4/1.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просьба направлять на имя ученого секретаря диссертационного совета Д 003.035.02.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института теоретической и прикладной механики СО РАН.

Автореферат разослан «_ 8 »аглтлЗрЯ- 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д. т .н.

Засыпкин И. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие авиационно-космической техники предъявляет высокие требования к качеству информации, получаемой при изучении обтекания летательных аппаратов и требует дальнейшего совершенствования методов диагностики. С этим можно отметить следующее.

Любые методы имеют ограничения по чувствительности, точности измерений, динамическому диапазону, временному и пространственному разрешению. Даже для отработанных методов их реализация на конкретных установках зачастую сталкивается с трудностями, связанными с их конструктивными особенностями и режимами работы. Поэтому важной задачей является разработка новых методов, расширяющих возможности диагностики потоков.

Расширение линейки методов позволяет одновременно регистрировать несколько параметров потока и проводить регистрацию одного параметра по альтернативным методикам. Это увеличивает достоверность значений измеряемой величины и служит подтверждением адекватности применяемых методов.

Важным фактором является стоимость эксперимента. Поэтому проведение работ по ее уменьшению и повышению качества и количества получаемой за единицу времени информации является важной задачей.

Перечисленные факторы важны для всех методов. Оптические методы, в том числе и рассматриваемые в диссертации теневые и интерференционные, обладают присущими только им достоинствами. К ним относятся: бесконтактность; возможность получения информации одновременно в большом поле исследуемого течения; возможность получения "мгновенной" по сравнению с характерным временем процесса информации; высокое пространственное разрешение; возможность в некоторых случаях получения информации недоступной при использовании других методов.

Наряду с этим существует ряд проблем, ограничивающих использование рассматриваемых методов в аэрофизическом эксперименте.

Теневые и интерференционные методы являюся эффективными лишь при изменении плотности на уровне Др > 10 Зратм (где рахм - плотность нормальной атмосферы). Ограничения в их применении для исследования потоков с меньшими изменениями плотности является достаточно острой проблемой.

Как правило, увеличение чувствительности теневых методов ведет к уменьшению динамического диапазона и затрудняет визуализацию слабых возмущений на фоне сильных градиентов плотности. Возрастает уровень шумов, связанный с дифракцией излучения на микронеровностях кромок визуализирующих диафрагм. Возрастает критичность настройки прибора к неконтролируемым смещениям оптических элементов, что в некоторых случаях делает неэффективным или вообще невозможным использование стандартных схем.

Существуют проблемы при реализации интерференционных методов с амплитудным делением пучков на крупных установках. Это связано с использованием одного источника света для формирования предметной и опорной волн.

При этом необходимо обеспечить прохождение опорной волны без искажений к области ее суперпозиции с предметной волной. В результате, несмотря на эффективность, оптическая интерферометрия используется достаточно редко.

Перечисленные факторы подтверждают актуальность работ по развитию теневых и интерференционных методов исследования газовых потоков

Целью работы являлось развитие теневых и интерференционных методов в плане увеличения рабочего диапазона, чувствительности, информативности и расширение возможностей их реализации на аэрофизических установках. Для достижения цели решались следующие задачи:

развитие теневых и интерференционных методов для исследования потоков с малыми градиентами плотности;

расширение возможностей использования двухлучевой интерферометрии на крупномасштабных установках;

теоретическое и экспериментальное обоснование эффективности предлагаемых подходов.

Научная новизна работы заключается в том, что предложена новая модификация теневого метода визуализации потоков с использованием адаптивных визуализирующих транспарантов (АВТ);

развит способ обработки интерферограмм, основанный на вычитании интерференционных изображений, разнесенных во времени. Метод успешно применен для исследования влияния МГД-эффекта на положение скачков уплотнения при гиперзвуковом обтекании плоских клиньев;

дано теоретическое обоснование и впервые в мире реализован метод двухлучевой интерферометрии с формированием опорного пучка от отдельного источника света для диагностики газовых потоков.

Практическая ценность результатов.

Применение АВТ-метода упрощает настройку прибора и позволяет визуализировать особенности газовых потоков, характеризующихся изменениями плотности на уровне Ар < 10 -ратм, когда применение стандартных методик неэффективно. Позволяет визуализировать относительно слабые возмущения на фоне более сильных. Разработана АВТ-приставка к теневым приборам, и изготовлено более 10 экземпляров, которые успешно эксплуатируются в ИТПМ СО РАН, в СибНИА, НГУ, ИЛФ СО РАН.

Алгоритм обработки интерферометрических данных на основе вычитания двух разнесенных во времени интерферограмм позволяет регистрировать сдвиг интерференционных полос AN~2/лК, где К - количество градаций серости регистрирующего устройства, и для современных телекамер может составлять A/V<10 . Данный подход наряду с использованием АВТ-метода позволил надежно зафиксировать влияние магнитогидродинамического (МГД) эффекта на положение присоединенного скачка уплотнения при обтекании клиньев. Особенности используемой в исследованиях установки не позволяли получить необходимые результаты иными методами, кроме оптических.

Метод регистрации интерферограмм с формированием опорной волны от отдельного источника света расширяет возможности использования интерференционных методов. Позволяет регистрировать интерферограммы классического типа на любой установке, оснащенной теневым прибором, в том числе объектов с характерными размерами вдоль распространения излучения в десятки метров, что практически невозможно с использованием стандартных схем.

Достоверность результатов подтверждается тестовыми экспериментами, численными расчетами, повторяемостью и хорошим согласием результатов оптической диагностики с данными, полученными альтернативными методами.

Основные защищаемые положения.

Результаты работ по увеличению чувствительности теневых и интерференционных методов. Теневой метод с использованием в качестве визуализирующего элемента адаптивного визуализирующего транспаранта.

Метод обработки интерферограмм, основанный на вычитании двух изображений, зафиксированных до и после включения исследуемого процесса. Результаты применения метода для исследования влияния МГД-эффекта на положение скачков уплотнения при обтекании треугольных клиньев.

Теоретическое и экспериментальное обоснование возможности получения интерферограмм фазовых объектов с формированием предметного и опорного пучков от отдельных источников света. Схемы реализации способа на аэродинамических установках.

Результаты экспериментов по исследованию газовых потоков при дозвуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых режимах обтекания, подтверждающие работоспособность и эффективность рассматриваемых методов.

Апробация основных результатов. Основные результаты работы представлены в 22 публикациях, в том числе в учебном пособии, в журналах и в сборниках статей, в материалах и трудах научных конференций. Результаты докладывались на семинарах ИТПМ СО РАН, СибНИА, ЦАГИ, а также на XII - XIV Международных конференциях по методам аэрофизических исследований (Новосибирск, 2004, 2007, 2008); 12th International Symposium on the Flow Visualization (Goettingen, 2006); VII, IX Международных научно-технических конференциях "Оптические методы исследования потоков" (Москва, 2003, 2007); XXI Всероссийском семинаре по струйным, отрывным и нестационарным течениям (Новосибирск, 2007); Fifteenth International Conference on MHD Energy Conversion and Sixth International Workshop on Magnetoplasma Aerodynamics 2005; VIII Международной конференции "Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул" (Томск, 2007); XIII International Symposium Atmospheric and Ocean Optics. Atmospheric Physics. (Tomsk, 2006); 2-nd European Conference for Aero-Space Sciences (Brussels, 2007); 7 Международном совещании по магнитоплазменной аэродинамике (ИВТ РАН, 2007); XIX сессии Российского акустического общества (Н. Новгород, 2007) и др.

Структура работы. Работа состоит из введения, 4-х глав, выводов и списка литературы. Объем диссертации составляет 128 страниц, в том числе 52 иллюстрации, 3 таблицы и список литературы из 117 наименований.

Личный вклад автора в работу заключается в активном участии в разработке и изготовлении оптического И электронного оборудования, необходимого для реализации на аэродинамических установках оптических методов, представленных в диссертации. Непосредственно автором получены основные соотношения, описывающие работу АВТ-метода, а также теоретические и численные результаты, обосновывающие возможность регистрации интерферо-грамм с формированием опорной волны от отдельного источника света. Автор принимал непосредственное участие в тестовых экспериментах по отработке рассматриваемых методик и в аэрофизических экспериментах с их применением, а также в интерпретации и обобщении полученных экспериментальных данных.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении наряду с общими положениями работы дан краткий обзор оптических методов исследования газовых потоков. Рассматриваются физические основы теневых и интерференционных методов и некоторые особенности их применения в аэрофизическом эксперименте. Обращается внимание на проблемы, возникающие при использовании оптических методов на аэрофизических установках, связанные с их конструктивными особенностями и габаритными размерами, с влиянием вибраций и неконтролируемых смещений оптических элементов и др. Приводятся краткие характеристики используемого в работе оборудования: аэрофизических установок, источников света и телекамер.

В главе 1 рассматривается новый подход реализации теневых методов. Регистрируемой величиной в этих методах является угол отклонения зондирующего излучения на неоднородности Да. Минимальное регистрируемое значение для схем с ножом Фуко Дагащ = с11КГ. Здесь с1 - минимально возможный, определяемый дифракционными эффектами, размер изображения источника света, К - количество градаций серости фотоприемника. Для прибора ИАБ-451 -

ДаШщ~ 3-10 /К. Например, для пограничного слоя толщиной 10 мм, шириной

-3 ~6

5= 100 мм изменение Др = 10 -ратм по толщине слоя дает Да = 3-10 . То есть

теоретически регистрация таких возмущений возможна. Однако реальная чувствительность на 1-2 порядка ниже. Данные методы считаются эффективным

—3

при Лр >10 -ратм. Это обусловлено неидеальностью оптики; малой яркостью обычных источников света с с1~\0 мкм; возрастанием шумов при уменьшении с/, связанных с дифракцией на кромках визуализирующих диафрагм, и др. В ре-

—3

зультате регистрация неоднородностей с Др < 10 ратм сталкивается с существенными трудностями. Особенно остро проблема стоит при исследовании дозвуковых, со скоростями несколько метров в секунду, и гиперзвуковых течений.

б

Ситуацию удалось улучшить, используя в качестве визуализирующего элемента тонкую пластинку из фототропного стекла, - адаптивный визуализирующий транспарант (АВТ). Фототропными называются вещества, меняющие свои свойства под действием света. Материалы, изменяющие свой цвет, чаще называют фотохромными. Обычно этот эффект обратим. Фототропные среды отличаются высокой разрешающей способностью и возможностью многократного использования. К подобным материалам относятся силикатные стекла, содержащие галогениды серебра, которые и использовались в работе.

Схема визуализации приведена на рис 1. Излучение от лазера 1 с X = 0.53 мкм, объективами 2 и 3 формируется в плоскопараллельный пучок. Пройдя исследуемую неоднородность 4, излучение объективом 5 фокусируется

в плоскости 6. Изображение неоднородности объективом 7 фокусируется в плоскости фотоприемника 8. Отличие от обычной теневой схемы заключается в использовании вместо ножа Фуко тонкой пластинки 9 из фототропного стекла (АВТ). Размер фокального пятна определяется практически только дифракционными эффектами и для ИАБ-451 d~ 10 мкм. В этой области происходит затемнение АВТ и основная часть излучения поглощается. Общий фон изображений становится темным. Излучение, претерпевающее угловые отклонения на неоднородностях, проходит через незатемненный участок и проявляется на изображении в виде более светлого участка.

Увеличение чувствительности обусловлено следующими факторами: прибор работает в темнопольном режиме; автоматически обеспечивается совпадение размеров затемненной области и изображения источника света; высокая разрешающая способность АВТ обеспечивает минимально возможный размер визуализирующего (затемненного) пятна.

Было показано, что для тонкого слоя в линейном приближении зависимость поглощения АВТ от интенсивности излучения выражается в виде

Рис. 1. Оптическая схема теневого прибора и изображение затемненной области АВТ

G = -

Юа

_ -иea+ed у

-[1-е

]G„

(1)

IQa + Qd

где Gmax - максимально возможное поглощение. Величина, обратная произведению /Од , может трактоваться как время активации ta= 1 / IQa, а t<j - 1 / -

2

как время дезактивации. Для используемого в работе материала tj~ 10 с, ta < 1 с. На рис. 2 приведены графики, иллюстрирующие изменение интенсивности лазерного излучения, прошедшего через АВТ с течением времени. Результаты качественно хорошо согласуются с соотношением (1).

Амплитудное пропускание АВТ в общем случае можно представить в виде Т= те'1" = (1 - G)1/2 еа пропускание по интенсивности Т = \Т\ = ТГ* = т2.

Предположим, что пространственное распределение пропускания АВТ соответствует пропусканию, инициализированному только невозмущенной волной Aq. Это выполняется в следующих случаях.

- Основная часть энергии излучения приходится на нулевую пространственную частоту, так что энергии других частот недостаточно для существенного изменения пропускания. Это реализуется при ф(х, у)« 1 или для неоднородно-стей, занимающих малую относительно поля визуализации площадь.

- Время воздействия на АВТ излучения с ненулевой пространственной частотой мало для существенного изменения пропускания. Ситуация возможна при исследовании кратковременных и нестационарных процессов.

В этом случае присутствие интенсивность в плоскости регистрации описывается интерференционным выражением в полосах бесконечной ширины:

2 о

1т = ЛТА]-* = а-f +ао + 2afao'cos[|i* - ф(х, у)], (2)

где ar=coao[l-2Tcos(n) + T2]'/2, ц* =-f+ arctg{Tsin(n)/[rcos(» - 1]}. При

1Т = <ю V + Ф2(*, У) + 2тф(х, y)-sin(n)]. (3)

Можно выделить следующие частные случаи.

А. Амплитудное пропускание Т— действительная величина, т. е. ц = 0:

Рис. 2. Пропускание АВТ в зависимости от времени после включения излучения, а - радиальное распределение интенсивности излучения, прошедшего через АВТ; б - пропускание АВТ Т(г) в момент времени i = 3.6 с; в - относительная интенсивность в центре фокального пятна зависимости от времени. На рис (а) время воздействия излучения: 0 с, 0.1 с, 0.4 с, 0.6 с, 1.1 с, 2.6 с, 3.6 с - кривые 1-7 соответственно.

/7=/о[т2 + ф2(^)]. (ЗА)

Интенсивность имеет квадратичную зависимость от фазы ф(х, у). Неоднородности визуализируются в виде более светлых областей. Случай равносилен работе вблизи минимума интерференционной полосы.

Б. Амплитудное пропускания Т имеет малую мнимую компоненту, т. е. ц « 1, f= т(1 + щ). При этом (3) переходит в

h = /о ["с2 + Ф2(х, у) + 2тцф(х, у)]. (ЗБ)

2 2

При т + ф (х, у) < |2тцф(х, j')¡ изменение интенсивности может иметь положительное и отрицательное значения. При дальнейшем увеличении ф(лг, у) неоднородности визуализируются в виде более светлых областей.

В. \1 = ±ж/2, f=±iт. Соотношение (3) приводится к виду ¡1 = /0[т + ф (х, у) ± 2щ(х, у)], или так как ф (х, у) « 1 к

/г = /о[т2±2тф(х,^)]. (зв)

Случай совпадает с методом фазового контраста и равносилен работе вблизи средней интенсивности интерференционной полосы [1]. Чувствительность наиболее высокая, и зависимость 1т от фазы линейная.

Соотношения (2) и (3) пригодны только для качественного описания механизма визуализации, поскольку не учитывают ослабление близких к нулевой пространственных частот. Их влияние проявляется в "смазывании" интерференционных полос для областей с относительно малыми градиентами.

Соотношение (1) верно для бесконечно тонкого слоя. Для изменения интенсивности в слое конечной толщины l(z) при t —> со получено соотношение

In[I{z)Qa/Qd] - erf/[/(z)9a] = -gmxz + 1п[/(О)0а/0¿] - erf/[/(O)0J. (4)

При I(z)9a/0¿» 1 соотношение (4) переходит в выражение для ослабления волны с удельным коэффициентом поглощения g = gmax: /(z) = 7(0)exp(-gmaxz).

Для сходящегося пучка в области фокусировки формируется область перетяжки с характерными размерами

B~lF/D~l/2a, (~ 25/2а = 2X(F/D)2, где 5 и { - поперечный и продольный размер соответственно. При |z|»t интенсивность излечения меняется по обычной зависимости для сферической волны /(z) ~ 1 / z . При увеличении толщины слоя d растет полное поглощение и чувствительность схемы. Однако, поскольку АВТ затемняется во всем объеме, занимаемом излучением, при d>i увеличивается эффективный поперечный размер затемненного области, что ведет к уменьшению чувствительности. Оптимальный режим реализуется при d~i. В этом случае с хорошим приближением можно использовать соотношение для плоской волны (4).

Для используемых в работе материалов gmax ~ 0.5 мм'1, длина перетяжки € ~ 0.1 мм. При d~{, - Gmax = 5-10 . Этого недостаточно для эффективной визуализации. В экспериментах использовались АВТ толщиной d = 1-3 мм, при

этом Gmax доходило до 80%. Снижение мощности излучения приводит к уменьшению области преимущественного поглощения и эффективного радиуса визуализирующего пятна, но при этом уменьшается и коэффициент поглощения, что ведет к понижению чувствительности. С увеличением мощности чувствительность сначала растет в результате увеличения поглощения, достигает максимума, а затем уменьшаться с ростом эффективного поперечного размера поглощающей области. Эксперименты подтвердили данные выводы. Наибольшая чувствительность обеспечивалась при мощностях излучения 2-3 мВт.

Чувствительность прибора зависит от фазовой составляющей коэффициента пропускания Проведены эксперименты по определению чувствительности с помощью наблюдения колец Ньютона в излучении с X = 0.65 мкм, не активного для АВТ. Влияния почернения АВТ на ц выявить не удалось. Однако в окрестности области фокусировки наблюдался сдвиг интерференционных полос на AN-0.1, исчезающий при выключении излучения за время существенно меньшее времени релаксации затемненной области. Это говорит о том, что фазовые изменения связаны с тепловой меткой, которая диссипирует после выключения активного излучения.

Результаты теоретических выкладок и тестовых экспериментов позволяют сформулировать рекомендации по созданию АВТ. Наиболее желательными являются АВТ с толщиной, не превышающей длину перетяжки излучения, сфокусированного в объеме АВТ. Необходимо обеспечить максимально возможный интегральный коэффициент поглощения приблизительно 80 %. Оптимальным значением мнимой составляющей коэффициента пропускания является ц ~ ± я / 2.

Результаты экспериментов показали, что при размере визуализирующего пятна около 10 мкм использование обычных телекамер с £=100 позволяет регистрировать углы отклонения Aamin = 5-Ю"8. Это равносильно увеличению чувствительности по сравнению со стандартной схемой на два порядка.

Глава 2 посвящена примерам использования АВТ-метода. На рис. 3 дан пример визуализации обтекания поперечного цилиндра диаметром 80 мм, длиной 1 м в аэродинамической трубе Т-324 ИТПМ СО РАН. Время экспозиции составляло 2 мкс. На изображениях отчетливо визуализируется ламинарный отрыв потока. Присутствие более темных по сравнению с фоном областей говорит о наличии комплексной составляющей в пропускании АВТ. При скорости

Рис. 3. Обтекание цилиндра О = 80 мм, I = 1 м. Наблюдается образование дорожки Кармана, а - У ~ 0.5 м/с; б-У = 1.5 м/с; в - У= 10 м/с.

/

Mb

обтекания V- 10м/с наблюдается образование дорожки Кармана.

На рис. 4 показан результат визуализации обтекания прямого крыла при угле атаки а = 19°. Размах крыла ZKp = 945 мм, длина хорды />Кр=195мм, толщина скр=18мм, V= 10 м/с. На изображении наблюдается полный ламинарный отрыв потока в виде светлой _ . _

. Рис. 4. Обтекание крыла,

пелены с формированием возвратного течения

над всей поверхностью модели. Интересным является присутствие черной линии, похожей на изображение скачка уплотнения (отмечена белой стрелкой). Аналогичные структуры наблюдались и при других режимах обтекания. Данная особенность указывает на наличие относительно больших градиентов плотности, ортогональных регистрируемой линии. Приведенные картины визуализации получены в чистом потоке, без внесения каких-либо тепловых или газовых меток, и на время их получения являлись уникальными.

Соотношение (2) получено в предположении отсутствия влияния ненулевых пространственных частот на пропускание АВТ. Однако их влияние иногда дает дополнительное преимущество и позволяет визуализировать слабые возмущения на фоне областей с сильными градиентами плотности, что для стандартных схем сталкивается с существенными трудностями. Настройкой прибора можно добиться визуализации слабых неоднородностей в любой области изображения. Однако при этом в областях с существенно отличающимися градиентами изображение будет иметь минимальную или максимально возможную яркость, т. к. для этих участков угол отклонения излучения превышает динамический диапазон прибора. При использовании АВТ интенсивность пространственных частот, индуцированных протяженными высокоградиентными областями, становится достаточной для затемнения АВТ в области их фокусировки. При этом средняя яркость изображения, соответствующая данным областям потока, уменьшается, а слабые неоднородности проявляются в виде более светлых участков.

На рис. 5 приведен пример визуализации обтекания торца цилиндра, расположенного вдоль потока (поток слева, М = 6, установка Т-313), иллюстрирующий данную ситуацию. При использовании схемы с вертикальным ножом Фуко за го-

а

ловным скачком существует протяженная затемненная об- Рис' 5' обте" Цилиндра, а - нож Фуко; б - АВТ

ласть, внутри которой какую-либо информацию о структуре потока получить невозможно. При использовании АВТ полностью затемненной осталась только

незначительная область. Чувствительность остается очень высокой, и на фоне сильных градиентов визуализируются относительно слабые возмущения.

Теневые методы применялись при исследовании оптического пульсирующего разряда (ОПР). Изучался механизм объединения ударных волн (MOB) создаваемых ОПР, представляющий интерес, в частности, для преобразования излучения в низкочастотный звук. Требовалась проверка критериев, выполнение которых необходимо для реализации MOB [2]. Использование схемы с ножом Фуко не позволило получить качественные изображения, т. к. при увеличении чувствительности возрастали шумы, связанные с дифракцией на кромке ножа. Прямотеневая схема с сильной расфокусировкой позволила визуализировать необходимые особенности. Однако визуализация ударных волн, отошедших на несколько сантиметров от ОПР, была на пределе чувствительности. Тем не менее, были подтверждены критерии реализации MOB. Кроме того, был обнаружен "аномальный" эффект выноса газа из зоны неподвижного ОПР. Эффект интересен тем, что стабильность ОПР зависит от баланса поглощения излучения и отвода тепла. Для повышения эффективности необходимо заменять газ в зоне ОПР, что ограничивает его применение. Недостаток, вероятно, можно устранить, используя "аномальный" эффект отвода энергии.

Для изучения эффекта была проведены эксперименты с использованием АВТ-метода. Динамику формирования генерируемых ОПР возмущений иллюстрирует рис. 6. Зона возмущений со временем растет. Выделенного направления выноса газа при t < 25 мс нет. При t < 0.5 мс наблюдаются интенсивные ударные волны. Направленное распространение возмущений проявляется к моменту i — 50 мс. После включения ОПР возмущения формировались на всей регистрируемой длине около 8 см за время менее 0.083 с. В каждом пуске ОПР время съемки составляло 10 с.

Рис. 6. Использование АВТ-метода для визуализация ОПР в смеси 70%Аг + 30%Не в сравнении с прямотеневой визуализацией в аргоне (справа внизу). 1 - направление излучения, 2 - искра, 3 - ударная волна, 4 - вынос газа из ОПР. Излучение справа, фокус на пересечении белых линий. Горизонтальный размер кадров в нижнем ряду 10 см.

Метод применялся и при исследовании MOB от оптического разряда на поверхности плоской мишени, инициированного двумя импульсами излучения длительностью 0.5 мкс с энергией до 200 Дж от электроионизационных СОг-лазеров. Возмущения при этом были достаточно сильны. Однако обеспечение техники безопасности требовало отсутствия сотрудников в зоне эксперимента во время работы установки. Их перемещение после настройки оборудования из-за неприспособленности помещения к использованию оптических методов визуализации приводило к смещению оптических элементов установки и к выходу прибора из рабочего диапазона. Использование АВТ-метода, обладающего адаптивными свойствами, позволило решить данную проблему.

Глава 3 описывает способ увеличения чувствительности интерференционных методов и его использованию при исследовании влияния МГД-эффекта на положение скачков уплотнения. Точность определения сдвига интерференционных полос AvVmjn = A(pmjn/27i является одной из основных характеристик интерференционных методов, определяющей их чувствительность и точность. Для стандартной обработки ANm[a ~ 1/20. Для неоднородностей с характерными размерами S~ 100 мм, А. = 0.63мкм это значение соответствует изменению

—3

плотности Ар = 10 'Ра™- Минимальный сдвиг полос /S.Nm\„ может быть найден из соотношения

\ЦАcpmin)2cos(9) / 4 + КДфшш sin(q>) / 2 | ~ 1 (5)

Точность зависит от того, на каком участке полосы проводятся измерения. Как

правило, положение полосы определяется по ее максимуму или минимуму. При

1/2

этом sin(cp) = 0 и A/Vmjn ~ 1/(7LК ). Максимальная чувствительность достигается на участках средней яркости интерферограммы (|cos(<p)| = 0):

ANmin^(nK)~\ (6)

Однако данный подход используется достаточно редко, так как соотношение (6) получено для "идеальной" интерферограммы. Реальные интерферограммы не "идеальны". Иллюстрацией может служить интерферограмма, приведенная на рис. 7. Тем не менее в некоторых случаях можно приблизиться к A/V^n, определяемому соотношением (6). Для этого используется базовый кадр, зарегистрированный до изменений потока, связанных с исследуемым явлением.

Рис. 7. Исходная нтерферограмма (а); интенсивность (в градациях серого) вдоль белой линии на исходной интерферограмме (б) и результат вычитания интерферограммы самой из себя со сдвигом одного из операндов по горизонтали на ДЛ^= 1 / 500 (в).

Пусть фиксируются две интерферограммы в моменты времени / и t + At: Ii = /0[1 + cos(kxx + куу) ], 12 = /0[1 + cos (кхх + куу + Дф)],

где Аф - разность фаз, определяемая исследуемым процессом. Вычитая из первого изображения второе, с добавлением для получения знакопостоянного результата постоянной /оДфтах, с учетом малости Дф, получим

I* = I2-I\+ /оАфтах ~ /о[ Афтах + Аф^т^х + куу)]. (7)

Результирующее изображение модулировано полосами с амплитудой, пропорциональной Дф. Если для распознавания синусоиды минимально необходимый перепад яркости составляет АГт;п, то для регистрируемого AiVmjn получим

ANmin = Дф / 2л = ^min / 2лК. (8)

Для 12-разрядной телекамеры при использовании половины динамического диапазона К « 2000. При Ä'mjn = 4 теоретическая чувствительность метода составляет AAmin ~ 1/3000. Приведенный на рис. 7, в результат вычитания интерферограммы самой из себя со сдвигом одного из операндов согласуется с (8) не только качественно, но и количественно при Kmin = 1. Например, в левом верхнем квадранте изображения, где К~ 50 (см. график на рис. 7, б), при сдвиге операндов на AN= 1/500 интерференционные полосы полностью исчезают. Однако они еще просматриваются на участках, где К ~ 100.

Метод использовался при исследовании влияния МГД-эффекта на положение присоединенного скачка при обтекании плоских клиньев. Эксперименты проводились на МГД-стенде на базе ударной трубы со сверхзвуковым соплом. Длительность режима составляла 1-5 мс. Установка оснащена магнитной системой, позволяющей создавать поля до 2.5 Тл в области диаметром 160 мм, высотой 150 мм и электронной пушкой для ионизации потока. Возможна ионизация путем высоковольтного разряда между электродами, применяемая в нашем случае. Схема эксперимента представлена на рис. 8. Модель клина с углом раствора 30° обтекалась потоком воздуха при расчетном значении М = 8.

Параметры потока определялись расчетом по измерениям скорости ударной волны в ударной трубе и давления в форкамере. Расчеты позволяли получить только ожидаемые значения параметров, которые варьировались в диапазоне Р0~ 0.7 -3 Topp и Т0~ 2000 -2200 м/с. Экспериментально получить информацию о параметрах потока в области МГД-взаимодействия было практически невозможно. Это связано с импульсным режимом работы установки (1 -5 мс) и малым, около 60 мкс временем ионизации. Случайные вариации параметров, влияющих на режим, вели к неповторяемости процесса. Это приводило к изменениям положения скачка, сравнимым с ожидаемым эффектом.

Магнитное поле Поток | j | | ударная волна Электроды

СП

Клин

Вид сбоку

ОН

Вид сверху

Рис. 8. Схема эксперимента.

Подтверждение эффекта могла обеспечить только оптическая диагностика. Требовалась регистрация в одном пуске минимум двух кадров со временем экспозиции около 1 мкс. Первый кадр должен быть зарегистрирован до включения ионизирующего разряда, второй во время разряда.

Первоначально предпринимались попытки визуализации с использованием схемы с ножом Фуко. Однако низкое качество изображений и большой процент кадров с отсутствием полезной информации не позволили получить однозначные результаты. Аналогичная ситуация возникла и при использовании интерферометра Майкельсона. В итоге была разработана рассмотренная выше методика. Для ее применения необходимо было обеспечить отсутствие сдвига базовых полос за время между регистрацией кадров. Использовался сдвиговый интерферометр, с высокой устойчивостью к неконтролируемым смещениям оптических элементов. Полученные интерферограммы (рис. 7, а), характеризуются малыми смещениями полос и отсутствием их четкого излома при переходе через скачок. Однако регистрация кадров до и во время ионизации и использование разработанной методики позволило зафиксировать изменение положения скачка и оценить его величину.

На рис. 9, а приведено характерное изображение, полученное при определении влияния МГД-эффекта на поток. Время между регистрацией кадров составляло 60 мкс. Отчетливо проявляются клиновидные структуры, которые визуализируются при изменении положения скачка. Угол расхождения данных структур соответствует изменению угла наклона скачка. На рис. 9, б показаны полученные в численном эксперименте углы наклона головной ударной волны 1 в сравнении с аналитическими результатами 2 [3] и экспериментальными данными 3. Данные соотносились с величиной числа Стюарта где / - ток в цепи МГД-электродов, В - магнитная индукция, р - плотность газа в потоке, V - скорость потока, Ь - размер электрода в направлении, перпендикулярном потоку вдоль магнитного поля, коэффициент к учитывает отклонение эффективного сечения области разряда от площади электродов.

Рис. 9. Результат визуализации влияния МГД-эффекта на положение скачка (а);

зависимость угла отклонения скачка от числа Стюарта (б). Из рис. 9, б видно, что экспериментальные точки лежат ниже расчетных. Вероятно, это является следствием того, что в расчетах рассматривается стационарное течение с однородной областью ионизации. В эксперименте же это нестационарный и неоднородный процесс. Время ионизации составляло при-

близительно 60 мкс, что обеспечивало ионизацию потока на длине около 100 мм. Интерферометрические данные показали, что на скачке уплотнения Др = 8.9Т0 Зратм> а плотность набегающего потока, вычисленная по соотноше-

_з

нию на скачке, рн ~ 3.35-10 рахм. Ожидаемые параметры составляли: М„ = 8, Го = 1600 К, Р0= 13 атм, рн = 3.4-10 ратм- Расчетные значения плотности хорошо согласуются с измеренным значениями.

Результаты, полученные с использованием оптической интерферометрии, и их хорошее соответствие расчетным данным послужили основанием для проведения более тщательных исследований по влиянию МГД-эффекта и дальнейшего развития экспериментальной базы. На установке был реализован АВТ-метод. Результаты показали его эффективность применительно к данной задаче. В настоящее время исследования проводятся в основном с использованием АВТ-метода. Однако интерференционный метод по-прежнему востребован. Он позволяет оценить плотность набегающего потока и подтвердить соответствие ожидаемых параметров потока их реальным значениям.

В главе 4 рассматривается новый метод регистрации интерферограмм с формированием опорного пучка от независимого источника света. Особенностью классических интерферометров типа Маха - Цандера является использование одного источника для формирования предметной и опорной волн, что затрудняет их применение на крупных установках. Применение отдельного источника света для формирования опорной волны значительно упрощает ситуацию. Было показано, что в этом случае, при временах экспозиции Т, времени когерентности лазеров т, среднеквадратичный контраст интерферограмм составляет

К*(Г)= уЩг)/Т. (9)

где /77) = 27т + 2т2(е~ТЛ - 1). При Т~ 100(т/2), контраст V* ~ 14 %. Для проверки соотношения (9) был проведен численный эксперимент. Полученные значения ¥*(Т) совпали с (9) с точностью до десятых долей процента. Это, с одной стороны, указывает на правильность аналитических соотношений, а с другой стороны, служит подтверждением эффективности реализованного алгоритма.

Соотношение (9) получено при равенстве частот обоих лазеров. При интерференционные полосы движутся со скоростью, пропорциональной Ду = ¡V] - У2|, что приводит к снижению контраста. Для регистрации интерферограмм необходимо соблюдение условия Т<(ЮДу) '. На рис. 10 приведена использовавшаяся в работе схема регистрации. Излучение Не-Ме-лазера 1 объективами 2, 3 формируется в плоскопараллельный пучок - предметную волну. После прохождения неоднородности 4 и собирающей линзы 5 излучение подается на регистрирующее устройство, включающее в себя светоделительный кубик 6, лазер 7 с объективом 8 и телекамеру 9. Интерферограммы сохраняются на компьютере 10. Время экспозиции 1.125 мкс. Для совмещения частот генерации лазеров одно из зеркал лазера 7 устанавливалось на пьезокерамической

Рис. 10. Схема регистрации

шайбе 11, на которую подавалось пилообразное напряжение с генератора 12. Во втором канале интерферометра устанавливался фотоприемник 13 с ограничением регистрируемых частот на уровне 105 Гц. При Ду < 105 Гц с датчика поступал сигнал, который служил синхроимпульсом для запуска телекамеры.

Метод применялся для исследования обтекания клина сверхзвуковым потоком, а также слоя смешения в аэродинамической трубе Т-325М ИТПМ СО РАН (рис. 11). Размеры сечения рабочей части трубы 40x40 мм. Зарегистрированные интерферограммы позволили визуализировать структуры потока и получить количественную информацию о распределении плотности. Метод использовался также для регистрации возмущений в горизонтальном слое атмосферы толщиной 80 м. Подобные исследования принципиально недоступны с использованием интерферометров типа Маха - Цандера.

Рис. 11. Интерферограмма слоя смешения и рассчитанные по ней изменения плотности в №. В верхней части потока М = 2.95, в нижней М = 0,5. Поток слева

Выводы. В результате проделанной работы разработаны новые подходы, расширяющие возможности использования теневых и интерференционных методов в аэрофизическом эксперименте и позволяющие получать экспериментальные данные, недоступные при использовании известных схем. В частности, разработан теневой метод с использованием в качестве визуализирующего элемента тонкого слоя фототропного вещества (АВТ-метод). Получены соотношения для описания механизма визуализации. Метод обладает более высокой, как минимум на два порядка, чувствительностью по сравнению со стандартными схемами. Он впервые дал возможность визуализировать дозвуковые потоки с характерными скоростями V< 1 м/с. Адаптивные свойства АВТ позволяют использовать метод при неконтролируемом смещении оптических элементов и визуализировать слабые возмущения на фоне сильных градиентов плотности.

При исследовании оптического разряда позволил подтвердить критерии объединения ударных волн и исследовать эффект выноса газа из зоны неподвижного оптического пульсирующего разряда.

Разработан метод обработки интерферограмм, позволяющий регистрировать сдвиг интерференционных полос AN ~ 1 / пК, где К - количество градаций серости фотоприемника, что недостижимо при использованием стандартных методов обработки. Метод позволил зафиксировать влияние МГД-эффекта на положение присоединенного скачка уплотнения при обтекании плоских клиньев гиперзвуковым потоком (М = 8). Результаты оптических измерений отклонения скачка хорошо согласуются с результатами численных расчетов.

Предложен новый способ регистрации интерферограмм с формированием опорной волны от отдельного источника света. Получены основные соотношения для ожидаемого контраста интерферограмм. Экспериментально доказана работоспособность и перспективность способа. Простота реализации позволяет использовать способ практически на любой установке, оснащенной теневым прибором, и исследовать газовые неоднородности с характерными размерами вдоль распространения излучения до нескольких десятков метров, что практически невозможно с применением стандартных схем.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М. Наука. 1970.

2. Тищенко В. Н., Аполлонов В. В., Грачев Т.Н., ГулидовА. И, Запряга-ев В. И., Меньшиков Я. Г., Смирнов А. Л., Соболев А. В. Взаимодействие оптического пульсирующего разряда с газом: условия стабильной генерации и объединения ударных волн // Квантовая электроника. 2004. Т. 34, № 10. С. 941-947.

3. Malmuth N. D., Krivtsov V. М., Soloviev V. R. Quick, gridless estimations of MHD effects on hypersonic inlet ramp shocks // AIAA 2004-0862, 2004.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. FominV. М., Fomichev V. P., Korotaeva Т. A., MasIovA. A., Pavlov А. А., Pavlov А1. A., PravdinS. S., Shashkin А. P., Yakovlev V. I., Malmuth N. D„ Sme-reczniak P., Silkey J. S. Initiation of non equilibrium conductivity of a hypersonic flow and MHD-interaction. 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (The Boeing Company, Saint Louis, Missouri, USA, 63166, 8-11 January 2007, Reno, Nevada). AIAA 2007-1376.

2. Pavlov A. A., Golubev M. P., Pavlov Al. A. Method of phase heterogeneity in-terferogram registration with a reference beam forming from a separate light source. // Proc. at XII Int. Conference on the Methods of Aerophysical Research. Novosibirsk, 28 June - 3 July, 2004. Novosibirsk, Russia, Vol. 2, P. 157 - 161.

3. Pavlov A. A., Pavlov Al. A., Golubev M. P. Interferogram registration with a reference beam forming from a separate light source // 12th International Symposium on Flow Visualization (ISFV-12): Proc. Goettingen, 2006. CD Rom Proceedings ISBN 0-9533991-8-4, ISFV-12-3.3. Paper 154: 1-12 p.

4. Павлов А. А., Павлов Ал. А., Голубев М. П. Использование фототропных материалов в качестве адаптивных визуализирующих транспарантов в теневых приборах // Труды IX международной научно-технической конференции ОМИП-2007. Москва: изд. МЭИ. 2007. С. 170-173.

5. Pavlov Al. A., GolubevM. P., Pavlov А. А.. Development of optical interfe-rometry methods for investigations of gas flows characterized by small density changes // Proc. at XIII Int. Conference on the Methods of Aerophysical Research. Novosibirsk, 5-10 February, 2007. Vol. IV, P. 132 - 136.

6. Pavlov A. A., Pavlov Al. A., Golubev M. P. Automation of interferogram registration with a reference beam forming from a separate light source // Proc. at XIII Int. Conference on the Methods of Aerophysical Research. Novosibirsk, 5-10 February, 2007. Vol. IV. P. 137- 142.

7. Pavlov A. A., Pavlov Al. A., Golubev tyi. P. Use of AVT for gas flow visualization. // Proc. at XIV Int. Conference on the Methods of Aerophysical Research. Novosibirsk, June 30 - July 6, 2008. Section I, Paper 29, pp. 8 (on CCD) / Abstracts, Parti, Section I, pp. 92-93.

8. МасловН. А., БойкоВ. M., Голубев M. П., Павлов А. А., Павлов Ал. A., Поздняков Г. А. Оптические приборы: Учебное пособие. Новосибирск: Редак-ционно-издательский центр НГУ. 2008. 166 с.

9. Тищенко В. Н., Грачев Г. Н., Павлов А. А., Смирнов A. JI., Павлов Ал. А., Голубев М. П. . Газодинамические эффекты взаимодействия неподвижного оптического пульсирующего разряда с газом // Квант, электроника. 2008. Т. 38. № 1.С. 82-87.

Ответственный за выпуск Ал.А. Павлов

Подписано в печать 28.08.2009 Формат бумаги 60 х 84/16, Усл. печ. л. 1.0, Уч.-изд. л. 1.0, Тираж 100 экз., Заказ № 14

Отпечатано на ризографе ЗАО "ДОКСЕРВИС" 630090, Новосибирск, Институтская, 4/1

ВВЕДЕНИЕ.

1. Общие положения диссертационной работы.

2. Краткий обзор оптических методов исследования газовых потоков.

3. Физические основы теневых и интерференционных методов.

4. Некоторые особенности использования теневых и интерференционных методов в аэрофизическом эксперименте.

5. Используемое в работе оборудование.

ГЛАВА 1. Использование адаптивных визуализирующих транспарантов в теневых методах.

1.1. Ограничения применения теневых и интерференционных методов для исследования потоков с малыми градиентами плотности.

1.2. О возможности использования в теневых методах визуализирующих транспарантов на основе фототропных материалов.

1.3. Теоретическое обоснование метода.

1.4. Влияние толщины АВТ и фазовой составляющей коэффициента пропускания.

1.5. Основные результаты главы.

ГЛАВА 2. Примеры использования АВТ метода.^

2.1. Использования АВТ для визуализации дозвуковых потоков.

2.2. Использование АВТ для визуализации сверхзвуковых потоков.

2.3. Использования АВТ для визуализации возмущений от импульсно периодического оптического разряда в газе.

2.4. Использования АВТ для визуализации возмущений от оптического разряда на поверхности плоской мишени.

2.5. Использование ABT для визуализации гиперзвуковых потоков.

2.9. Оптическая приставка-к-теневымприборам на базеадаптивных визуализирующих транспарантов (АВТ).

2.10. Основные результаты главы.

ГЛАВА 3. Исследование влияния МГД эффекта на положение присоединенного скачка уплотнения.

3.1. Точность определения сдвига интерференционных полос.

3.2. Экспериментальная установка для исследования МГД взаимодействия.

3.3. Используемые оптические методы диагностики МГД взаимодействия.

3.4. Результаты оптической диагностики МГД взаимодействия.

3.5. Основные результаты главы.

ГЛАВА 4. Регистрация интерферограмм с формированием опорной волны от отдельного источника света.

4.1. Особенности реализации методов оптической интерферометрии на крупных аэрофизических установках.

4.2. Обоснование возможности регистрации интерферограмм с формированием опорного пучка от отдельного источника света.

4.3. Проверка работоспособности метода и его использование для исследования газовых неоднородностей.

4.4. Основные результаты главы.

ВЫВОДЫ.

17 Общие положенйя диссертационной работы

Актуальность работы

Развитие авиационно-космической техники предъявляет все более высокие требования к качеству и количеству информации, получаемой при изучении обтекания летательных аппаратов, что стимулирует совершенствование методов измерений. В подтверждение этому можно отметить следующее:

• Любые методы диагностики имеют ограничения по чувствительности, точности измерений, динамическому диапазону, по временному и пространственному разрешению. Иногда, даже для отработанных методов, их реализация на конкретных установках сталкивается с трудностями, связанными с особенностями установки и реализуемыми в потоке диапазонами регистрируемых параметров. В этой связи, разработка новых методов и подходов, расширяющих возможности диагностики газовых потоков, является важной задачей.

• Расширение линейки методов позволяет одновременно регистрировать несколько параметров или проводить регистрацию одного параметра альтернативными методиками. Это увеличивает достоверность значений измеряемой величины, и служит подтверждением адекватности используемых методов.

• Важным фактором является стоимость эксперимента. Немалая доля расходов при этом приходится на приобретение и обслуживание измерительного, оборудования. Поэтому проведение работ по уменьшению этих затрат за счет удешевления используемых методик и повышения качества и количества получаемой за единицу времени информации является важной задачей.

Перечисленные факторы важны для всех методов. Оптические методы, в том числе и рассматриваемые в данной работе теневые и интерференционные, обладают присущими только им достоинствами. К ним относятся:

• Бесконтактность, т. е. получение информации без внесения искажений в исследуемый поток;

• Возможность получения информации сразу в большом поле исследуемого течения.

• Возможность получения "мгновенной", по сравнению с характерным временем исследуемого процесса, информации. Например, характерные времена регистрации изображений в данной работе определялись временными характеристиками используемых телекамер и составляли Т> 5"7 с.

• Высокое пространственное разрешение. Зависит от качества оптических элементов, применяемого метода и свойств исследуемого объекта.

• Возможность, в некоторых случаях, получения информации недоступной при использовании других методов.

Наряду с этим существует ряд проблем ограничивающих использование рассматриваемых методов в аэрофизическом эксперименте, а именно:

• Теневые и интерференционные методы являются эффективными при изменении плотности на уровне Ар > 10" рахм, где ратм - плотность нормальной атмосферы. Ограничения в их применении для исследования потоков с меньшими изменениями плотности являются достаточно острой проблемой.

• Как правило, увеличение чувствительности теневых методов ведет к уменьшению динамического диапазона и затрудняет визуализацию слабых возмущений на фоне сильных градиентов плотности. Возрастает уровень шумов, связанный с дифракцией излучения на микронеровностях кромок визуализирующих диафрагм. Возрастает критичность настройки прибора к неконтролируемым смещениям оптических элементов, что в некоторых случаях делает неэффективным или вообще невозможным использование стандартных схем.

• Существуют проблемы при реализации интерференционных методов с амплитудным делением пучков на крупных установках. Это связано с использованием одного источника света для формирования предметной и опорной волн. При этом необходимо обеспечить прохождение опорной волны без искажений к области ее суперпозиции с предметной волной. В результате, несмотря на эффективность, оптическая интерферометрия используется достаточно редко.

Перечисленные факторы подтверждают актуальность, работ по развитию теневых и интерференционных методов исследования газовых потоков

Цель и основные задачи работы

---Целью работьТявлялось развитие теневых и интерференционных методов в плане увеличения рабочего диапазона, чувствительности, информативности и расширения возможностей их реализации на аэрофизических установках.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Развитие теневых и интерференционных методов для исследования потоков с малыми градиентами плотности.

2. Расширение возможностей использования двухлучевой интерферометрии на крупномасштабных установках.

3. Теоретическое и экспериментальное обоснование эффективности предлагаемых подходов.

Научная новизна работы заключается в том, что

1. Предложен и апробирован теневой метод визуализации потоков с использованием адаптивных визуализирующих транспарантов (АВТ).

2. Развит способ обработки интерферограмм, основанный на вычитании интерференционных изображений, разнесенных во времени, обладающий более высокой чувствительностью по сравнению с традиционным подходом. Метод успешно применен для исследования влияния МГД эффекта на положение скачков уплотнения при гиперзвуковом обтекании плоских клиньев

3. Дано теоретическое обоснование и впервые в мире реализован метод двухлучевой интерферометрии с формированием опорного пучка от отдельного источника света для диагностики газовых потоков.

Практическая ценность результатов.

• Применение в теневых приборах адаптивных визуализирующих транспарантов (АВТ) упрощает настройку оптической схемы и позволяет визуализировать особенности чистых, однородных по составу газовых потоков, характеризующихся малыми изменениями плотности Ар<10"-ратм, когда применение стандартных методик неэффективно. Позволяет визуализировать относительно слабые возмущения на фоне более сильных по всему полю изображения. Разработана ABT приставка к теневым приборам и изготовлено более 10 ее экземпляров, которые- используются в ИТПМСОТАН,в Сиб.НЙА, НГУ, ИЛФ СО РАН при исследованиях до- сверх- и гиперзвуковых газовых потоков.

• Алгоритм обработки интерферометрических данных на основе вычитания двух интерферограмм разнесенных во времени позволяет регистрировать сдвиг интерференционных полос АN ~ 2 / пК, где К - количество градаций серости регистрирующего устройства. Для современных телекамер AN может составлять л менее 10" полосы. Данный подход наряду с использованием АВТ метода позволил надежно зафиксировать влияние магнитогидродинамического (МГД) эффекта на положение присоединенного скачка уплотнения при обтекании клиньев. Особенности используемой в исследованиях установки не позволяли получить необходимые результаты иными методами кроме оптических.

• Метод регистрации интерферограмм с формированием опорной волны от отдельного источника света расширяет возможности использования интерференционных методов в аэрофизическом эксперименте, и позволяет регистрировать интерферограммы классического типа практически на любой установке, оснащенной теневым прибором. Может использоваться для исследования объектов с характерными размерами вдоль распространения излучения в десятки и сотни метров. Это позволяет использовать методы оптической интерферометрии, например, для исследования возмущений в протяженных слоях атмосферы, что практически невозможно с использованием стандартных схем.

Основные защищаемые положения

Модификация теневого метода с использованием в качестве визуализирующего элемента адаптивного визуализирующего транспаранта. Основные соотношения для описания степени почернения АВТ под действием излучения и механизма визуализации.

Метод обработки интерферограмм, основанный на вычитании двух изображений зафиксированных до и после включения исследуемого процесса. Результаты применения метода для исследования влияния магнитогидродинамического эффекта на положение присоединенных скачков уплотнения при обтекании плоских клиньев.-----------

Теоретическое и экспериментальное обоснование возможности получения интерферограмм фазовых объектов с формированием предметного и опорного пучков от отдельных источников света. Схемы реализации способа на аэродинамических установках.

Результаты экспериментов по исследованию газовых потоков в аэродинамических трубах, при дозвуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых режимах обтекания, подтверждающие работоспособность и эффективность рассматриваемых методов.

Апробация основных результатов

Основные результаты работы представлены в 22 публикациях, в том числе, в учебном пособии, в журналах и в сборниках статей, в материалах и трудах научных конференций [11,12,18,21,23-25,32-41,45,46,48-50]. Результаты докладывались на семинарах ИТПМСОРАН, Сиб.НИА, ЦАГИ, а также на: XII -5- XIV Межд. конф. по методам аэрофизических исследований (Новосибирск 2004, 2007, 2008); 12 International Symposium on the Flow Visualization (Goettingen, Germany, 2006); VII, IX. Межд. научно-технических конф. "Оптические методы исследования потоков" (Москва 2003, 2007); XXI Всерос. семинаре по струйным, отрывным и нестационарным течениям (г.; Новосибирск 2007 г.); Fifteenth International Conference on MHD Energy Conversion and Sixth International Workshop on Magnetoplasma Aerodynamics 2005; VIII Межд. конф. Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул (Томск, 2007); XIII International Symposium Atmospheric and ocean optics. Atmospheric physics. (Tomsk, Russia, 2006); 2nd European Conference for Aero-Space Sciences (Belgium, Brussels, 2007); 7-ом Межд. Совещании по Магнитоплазменной Аэродинамике (ИВТ РАН, 2007); XIX сессии Российского акустического общества (Н. Новгород, 2007) и др.

Структура работы

----Объем-диссертации составляет"129~страниц, в том числе 52 иллюстрации, 3 таблицы, и список цитируемой литературы из 117 наименований.

Ниже во введении дан краткий обзор оптических методов исследования газовых потоков. Рассматриваются физические основы теневых и интерференционных методов и некоторые особенности их использования в аэрофизическом эксперименте. Приводятся краткие характеристики аэрофизических установок, источников света и фотоприемников (телекамер) используемых в работе.

В главе 1 рассматривается способ увеличения чувствительности теневых методов расширяющий возможности их применения для исследования потоков, характеризующихся малыми изменениями плотности. В основе подхода лежит использование адаптивных визуализирующих транспарантов (АВТ) на основе фототропных материалов, позволяющих не только увеличить чувствительность, но и расширить динамический диапазон метода. Приводится теоретическое и экспериментальное обоснование метода и даны рекомендации по оптимизации параметров адаптивных визуализирующих транспарантов.

Глава 2 посвящена примерам визуализации газовых потоков с применением АВТ метода при различных режимах обтекания на установках ИТПМ СО РАН. Приведены результаты экспериментов по визуализации возмущений от импульсно-периодического оптического разряда. Описана созданная на базе АВТ оптическая приставка к теневым приборам.

В главе 3 даны общие соотношения для интерференции оптических волн, необходимые при описании методов оптической интерферометрии. Рассматривается способ увеличения чувствительности интерференционных методов для исследования потоков характеризующихся малыми изменениями плотности, основанный на вычитании интерференционных изображений, разнесенных во времени. Приведены экспериментальные результаты, подтверждающие работоспособность и перспективность данного подхода на примере исследования влияния МГД-эффекта на положение присоединенного скачка уплотнения.

В главе 4 дается теоретическое и экспериментальное обоснование метода .регистрации -интерферограмм" фазовьпГобъёктовТ^ формированием опорного пучка от независимого источника света. Простота реализации предлагаемой схемы дает возможность использовать методы оптической интерферометрии практически на любой установке, оснащенной обычным теневым прибором.

В выводах изложены основные результаты работы.

Личный вклад автора заключается в активном участии в конструкторской разработке оптического и электронного оборудования, необходимого для реализации на аэродинамических установках, представленных в диссертации оптических методов. Непосредственно автором получены основные соотношения описывающие работу АВТ метода, а также теоретические и численные результаты, обосновывающие возможность регистрации интерферограмм с формированием опорной волны от отдельного источника света. Автор принимал непосредственное участие в тестовых экспериментах по отработке рассматриваемых методик, в аэрофизических экспериментах с их применением, а также в интерпретации и обобщении полученных экспериментальных данных.

Автор выражает глубокую благодарность всем соавторам своих работ принимавших участие' не только в постановке экспериментов, обсуждении и интерпретации экспериментальных данных, но и в реализации оптических схем на конкретных установках и проведении тестовых и методических испытаний. Особую признательность автор выражает научным руководителям работы д. ф.- м. н. В. М. Бойко и к. ф.- м. н. А. А. Павлову.

выводы В результате проделанной работы разработаны новые подходы, расширяющие возможности использования теневых и интерференционных методов в аэрофизическом эксперименте и позволяющие получать экспериментальные данные недоступные при использовании известных схем. В частности:

1. Разработан теневой метод с использованием в качестве визуализирующего элемента тонкого слоя фототропного вещества - АВТ. Получены соотношения для описания механизма визуализации. Метод, как минимум на 2 порядка, обладает более высокой чувствительностью по сравнению со стандартными схемами. Впервые позволил визуализировать дозвуковые потоки с характерными скоростями V<\ м/с. Адаптивные свойства АВТ позволяют использовать метод при неконтролируемом смещении оптических элементов и визуализировать слабые возмущения на фоне сильных градиентов плотности. При исследовании оптического разряда позволил подтвердить критерии объединения ударных волн и исследовать эффект выноса газа из зоны неподвижного ОПР.

2. Разработан метод обработки интерферограмм, позволяющий регистрировать сдвиг интерференционных полос AN ~ 1 / %К, где К - количество градаций серости фотоприемника, что недостижимо с использованием стандартных методов обработки. Метод позволил зафиксировать влияние МГД эффекта на положение присоединенного скачка уплотнения при обтекании плоских клиньев гиперзвуковым потоком (М— 8). Результаты оптических измерений отклонения скачка хорошо согласуются с результатами численных расчетов.

3. Предложен новый способ регистрации интерферограмм с формированием опорной волны от отдельного источника света. Получены основные соотношения для ожидаемого контраста интерферограмм. Экспериментально докаУ зана работоспособность и перспективность способа. Простота реализации позволяет использовать способ практически на любой установке, оснащенной теневым прибором, и исследовать газовые неоднородности с характерными размерами вдоль распространения излучения до нескольких десятков метров, что практически невозможно с применением стандартных схем.

1. В. M. Бойко, А. М. Оришич, А. А. Павлов, В. В. Пикапов. Теоретические основы и методы оптической диагностики в аэрофизическом эксперименте. Учебн. пособие //Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск, 2008. 412 с.

2. А. М. Харитонов. Техника и метода аэрофизического эксперимента. Часть. 2 // Новосибирск: Изд. НГТУ, 2007.

3. А. И. Максимов, А. А. Павлов Развитие метода лазерного ножа для визуализации потока в сверхзвуковых аэродинамических трубах. // Уч. записки ЦАГИ, т. 17, N 5, 1986, с. 5-18.

4. В. И. Корнилов, А. А. Павлов, С. И. Шпак. К методике измерения поверхностного трения оптическим методом в сверхзвуковом потоке. // Сибирский Физико-Технический Журнал, Новосибирск, 1991, вып. 6, с. 47-52.

5. Г.М.Жаркова, В.М.Корнилов, В. А. Лебига, С.Г.Миронов, А. А. Павлов/ Методы и средства исследований течений в аэрогазодинамическом эксперименте. // Теплофизика и аэромеханика, т.4, №3, 1997, стр. 283-294.

6. М. Д. Бродецкий, С. Б. Никифоров, А. А. Павлов, А. М. Шевченко. Развитие метода лазерного ножа для сверхзвуковых аэродинамических труб. // Теплофизика и аэромеханика, 2000, т. 7, № 3 стр. 375-380.

7. M. D. Brodetsky, A. M. Kharitonov, Е. Krause, A. A. Pavlov, S. В. Nikiforov, A. M. Shevchenko. Supersonic Leeside Flow Topology on Delta Wings Revisited. // Experiments in Fluids, 2000, Vol. 29, pp. 592-604.

8. M. Д. Бродецкий, Э. Краузе, С. Б. Никифоров, А. А. Павлов, А. М. Харитонов, А. М. Шевченко. Развитие вихревых структур на подветренной стороне треугольного крыла. // ПМТФ, 2001, Т. 42, №2, стр. 68-80.

9. M. S. Ivanov, А. N. Kudryavtsev, S. V. Nikiforov, D. V. Khotyanovsky, A. A. Pavlov. Experiments of shock wave reflection transition and hysteresis in low-noise wind tunnel. // Physics of fluids. V. 15, № 6, June 2003, pp.1807-1810.

10. M. П. Голубев, А. А. Павлов, Ал. А. Павлов, A. H. Шиплюк. Оптический метод регистрации тепловых потоков // Прикладная механика и техническая физика, Т. 44, № 4, стр. 174-184, 2003.

11. В. Н. Тищенко, Г. Н. Грачев, А. А. Павлов, A. JT. Смирнов, А. А. Павлов, М. П. Голубев. Газодинамические эффекты взаимодействия неподвижного оптического пульсирующего разряда с газом // Квант, электроника, 2008, 38 (1), стр. 82-87.

12. А. А. Желтоводов, А. А. Павлов. Исследование течения в сверхзвуковой отрывной зоне перед ступенькой // Препринт ИТПМ СО АН СССР, N 1, Новосибирск, 1979.

13. А. Е. Бердюгин, А. А. Павлов, A. JL Рудницкий. Панорамные измерения полей скорости // Тез. докл. Всес. школы по методам аэрофизических исследований, Красноярск, 1982. В сб. " Оптические методы исследования газовых потоков и плазмы". Минск. 1982.

14. А. А. Павлов, В. П. Фомичев, А. Е. Бердюгин, А. В. Казанцев. Панорамное измерение полей скорости частиц в гетерогенных струях // Тез. докл. IX Всес. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы. "ИЛИМ", Фрунзе, 1983.

15. А. А. Павлов. Развитие панорамных методов оптической диагностики пространственных течений // Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.ф.-м.н., Новосибирск, 1995.

16. S. В. Nikiforov, A. A. Pavlov, V. P. Fomichov. The Use of Field Interferometers for Panoramic LDA. // 9th (millenium) International Symposium on the Flow Visualization. Edinburg, 2000, pp. 226.1-226.6.

17. M. P. Golubev, A.A.Pavlov, Al. A. Pavlov. Optical method of heat-flow-field registration. // Proc. atXII Int. Conference on the Methods of Aerophysical Research. Novosibirsk, 28 June 3 July, 2004. Novosibirsk, Russia, Vol. 2, pp. 157 -161.

18. A. Shevchenko, I. Kavun, A. Pavlov, V. Zapryagaev. Review of IT AM Experiments on Shock/Vortex Interactions // European conference for aerospace sciences. July 4-7, 2005, Moscow, Russia. (2.07.01.pdf).

19. A. A. Pavlov, Al. A. Pavlov, M. P. Golubev. Interferogram registration with a reference beam forming from a separate light source // 12th International Symposium on Flow Visualization (ISFV-12), Goettingen, Germany, September 10-14, 2006. Art. № 154.

20. A. A. Pavlov, Al. A. Pavlov, М. P. Golubev. Development of interferometry methods ПЛ 2th International SymposiimTonTIovrVisualization (ISFV-12), Goettin-gen, Germany, September 10-14, 2006. Art. № 159.

21. M. P. Golubev, A. A. Pavlov, Al. A. Pavlov. Panoramic optical method of heat-flow registration // 12th International Symposium on Flow Visualization (ISFV-12), Goettingen, Germany, September 10-14, 2006. Art. № 157.

22. A.A.Pavlov. Some aspects of development of gas flow optic investigation methods. // XIII Int. Conference on the Methods of Aerophysical Research. 5-10 February, 2007. Novosibirsk, Russia.

23. В. H. Тищенко, Г.Н.Грачев, А.А.Павлов, А.Л.Смирнов, Ал. А. Павлов, М. П. Голубев. Отвод энергии из зоны горения неподвижного оптического: пульсирующего разряда // Сборник трудов 7-ое Международного

24. Совещания по Магнитоплазменной Аэродинамике. ИВТ РАН, 17-19 апреля, 2007.

25. T. A. Korotaeva, A. A. Pavlov, S. S. Pravdin, V. P. Fomichev,

26. В. H. Тищенко, А. Г. Пономаренко, В. Г. Посух, А. А. Павлов,

27. А. А. Павлов. Способ получения интерферограмм фазовых объектов // Авторское свидетельство N 994966, 1981.

28. А. А. Павлов. Интерферометр для панорамных измерений скорости его варианты // Авторское свидетельство N 1304565, 1986.

29. JI. А. Васильев. Теневые методы. // М.: Наука, 1968.

30. Д. Холдер, Р. Норт. Теневые методы в аэродинамике. // М: Мир, 1966.

31. М. М. Скотников. Теневые количественные методы в газовой динамике. //М.: Наука, 1976.

32. М. М. Скотников. Применение теневого прибора к исследованию сверхзвукового пограничного слоя. // Оборонгиз, 1954.

33. G. S. Settles. Schlieren and shadowgraph techniques. Visualizing phenomena in transparent media // Berlin: Springer, 2006.

34. В. П. Клочков, JT. Ф. Козлов, И. В. Потыкевич, М. С. Соскин. Лазерная анемометрия, дистанционная спектроскопия и интерферометрия // Киев: Нау-кова думка, 1985.

35. Теневые и интерференционные методы изучения газовых потоков // Обзор ОНТИ ЦАГИ № 430. М.:, 1973,311 с.

36. Использование лазеров и голографии для визуализации и изучения течений в аэродинамических трубах // Отв. ред. Мальмберг Н.А., Обзор ОНТИ ЦАГИ, №463, 1975.

37. В. Ф. Климкин, А. Н. Папырин, Р. И. Солоухин. Оптические методы регистрации быстропротекающих процессов // Новосибирск: Наука, 1980.

38. Оптические методы исследований в баллистическом эксперименте. Отв. ред. Г. И. Мишин // Л.: Наука, 1979.

39. М. Франсон. Оптика спеклов // М.: Мир, 1980

40. Ю. И. Островский, М. М. Бутусов, Г. В. Островская. Голографическая интерферометрия // М.: Наука, 1977.

41. Ю. Д. Бабичев, В. А. Емельянов, М. М. Скотников. Опыт расчетов осе-симметричного распределения показателя преломления // В сб. "Физические методы исследования прозрачных неоднородностей". ДНТН, 1975.

42. Мс. Gregor. The vapour-screen method of flow visualization // J. Fl. Mech., vol. 11,N4, 1961,pp. 481-511.

43. В. Я. Боровой, В. В. Иванов, А. А. Орлов, В. Н. Харченко. Визуализация пространственного обтекания моделей с помощью "лазерного ножа" // Ученые записки ЦАГИ, т. 4, N 5, 1973.

44. М. Ван-Дайк. Альбом течений жидкости игаза // М.: Мир, 1986

45. W. Merzkirch. Flow visualization // N. Y.; London: Academic Press, 1974

46. S. Tavoularis. Measurement in fluid mechanics // England, Cambridge University Press, 2005

47. J. Westerweel. Fundamentals of digital particle image velocimetry // Meas. Sci. Teclmol. 8, 1997, p. 1379-1392.

48. A. K. Prasad. Particle image velocimetry // Review article, Current Science 79, n° 1,2000. p. 51-60.

49. Ю. H. Дубнищев, Б. С. Ринкевичюс, Н. А. Фомин. Новые методы лазерной анемометрии в исследованиях сложных газодинамических течений // ИФЖ, 2003. Т.76. №6. С.3-12

50. J. Kompenhans, М. Raffel, L. Dierrle. et al. PIV in Aerodynamics: Technology and Appcations in Wind Tunells // J. Visualization. 2000, V.2, pp.229-244.

51. Ю. Г. Василенко, Ю. H. Дубнищев, В. П. Коронкевич и др. Лазерные доплеровские измерители скорости // Под ред. Ю. Е. Нестерихина. Новосибирск:, Наука, 1975.

52. П. Я. Белоусов, Ю. Н. Дубнищев, И. Г. Пальшакова. Измерение поля скорости потоков // Сб.: Лазерная доплеровская анемометрия и ее применения. Тез. докл. Всесоюзного семинара. Новосибирск, ИАиЭ СО АН СССР, 1980.

53. Ю. Н. Дубнищев, Б. С. Ринкевичус. Методы лазерной доплеровской анемометрии // М.: Наука, 1982.

54. Т. М. Liou. Flow Visualization and LDV Measurement of Fully Developed Laminar FlovTirTHelically^CoileclTubes // J. Experiments in Fluids. V.13, N 5, 1992, pp. 332-338.

55. C. Brucker, W. Althaus. Study of Vortex Breakdown on Particle Tracking Velocimetry (PTV) // J. Experiments in Fluids. V.13, N 5, 1992, pp.339-349.

56. Ю. H. Дубнищев. Методы оптической диагностики потоков, основанные на селекции пространственно-временной структуры рассеянного света // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Новосибирск, 1993.

57. W. Т. Mayo, Jr. and J. В. Allen. New Doppler Holographic Technique for Fluid Velocity Visualization and Measurement // Appl. Opt., v.10, N9, 1971, pp. 2119-2126.

58. Волоконно-оптические датчики. Вводный курс для инженеров и научных работников. Под ред. Э. Удда // М.: Техносфера, 2008. 520 с.

59. Ю. Н. Дубнищев, В. А. Арбузов, П. П. Белоусов, П. Я. Белоусов. Оптические методы исследования потоков. Отв. ред. Академик В.Е. Накоряков. // Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2003. 418 с.

60. В. С. R. Ewan. Particle velocity distribution measurement by holography // Applied Optics, 18, 18, pp. 3156-3160, 1970

61. H. А. Фомин. Спекл-интерферометрия газовых потоков // Минск, Наука и техника, 1989

62. Adrian R. J. Statistical properties of particle image velocimetry measurements in turbulent flow. Laser Anemometry in Fluid Mechanics-Ill // Lisbon: Institute Superior Tecnico, 1988, p. 115-119

63. Kean R. D. Adrian R. J. Theory of cross correlation analysis of PIV images // Appl. Sci. Res., 1992, 49, p.191-215

64. K. G. Winter, An outline of the techniques for the measurement of skin friction in turbulent boundary layers // Progress in the aerospace sciences, V.18, Perga-mon Press, Gr. Britain, 1977, pp. 1-57.

65. Г. И. Багаев,В. К. Голов, Г. В. Медведев, Н. Ф. Поляков. Аэродинамическая труба малых скоростей Т-324 с пониженной степенью турбулентности //i

66. A. Ya. Konkin, V. A. Lebiga, A. Yu. Рак, V. N. Zinoviev. Experimental Facility and Data Acquisition System for Investigation of Compressible Mixing Flows. Proc. of ICMAR'2000 Pt.3, Novosibirsk Russia, 2000

67. С. А. Ахманов, С. Ю. Никитин. Физическая оптика. / М.: "Наука", 2004, 654 с.

68. В. А. Барачевский. Фотохромизм // Журнал Всесоюзного Химического общества им. Д. И. Менделеева, 1974, т. 19, № 4, с. 423-33

69. В. А. Барачевский, Г. И. Дашков, В. А. Цехомский. Фотохромизм и его применение // М., 1977. 280 с.

70. Das Phasenkontrastverfahren bei der mikroskopischen Beobachtung // Zeitschrift fur technische Physik, 1935, Jg 16, № 11

71. Phase Contrast, a New Method for the Microscopic Observation of Transparent Objects // Physica, 1942, v. 9, № 7, № 10

72. M. Борн, Э. Вольф. Основы оптики // Наука, Москва, 1970

73. В.А.Гущин, В.В.Миткин, Т.И.Рождественская, Ю. Д. Чашечкин. Численное и экспериментальное исследование тонкой структуры течения стратифицированной жидкости вблизи кругового цилиндра // ПМТФ, 2007. Т. 48, № 1, стр. 43-54.

74. Р. Н. Бардаков, В. В. Миткин, Ю. Д. Чашечкин. Тонкая структура стратифицированного течения вблизи пластины // ПМТФ, 2007. Т. 48, № 6, стр. 7791.

75. Р. Ф. Авраменко, А. А. Рухадзе, С. Ф. Теселкин. О структуре ударной волны в слабоионизованной неизотермической плазме // Письма в ЖЭТФ, 1981, Т.34, в.9, с.485.

76. П. Ю. Георгиевский, В. А. Левин. Сверхзвуковое обтекание тел при наличии внешних источников тепловыделения // Письма ЖТФ, 1988, Т. 14, В. 8, с.684

77. В. Ю. Борзов, И. В. Рыбка, А. С. Юрьев. Оценка энергозатрат при снижении лобового сопротивления тела в сверхзвуковом потоке // Инженерно-физический журнал. 1992, Т. 63, с. 659

78. В. И. Артемьев, В. И. Бергельсон, И. В. Немчинов, Т. И. Орлова, В. А. Смирнов, В. М. Хазинс. Изменение режима сверхзвукового обтекания препятствия при возникновении перед ним тонкого разреженного канала // Механика жидкости и газа. 1989, № 5, с. 146

79. П. К. Третьяков, Г. Н. Грачев, А. И. Иванченко, В. JI. Крайнев, А. Г. Пономаренко, В. Н. Тищенко. Стабилизация оптического разряда в сверхзвуковом потоке аргона // ДАН РАН. 1994, т.336, № 4, с.466

80. П. К. Третьяков, А, Ф. Гаранин, Г. Н. Грачев, В. JI. Крайнев, А. Г. Пономаренко, В. Н. Тищенко. Управление сверхзвуковым обтеканием тел с использованием мощного оптического разряда // ДАН РАН, 1996, т.351, №.3, с.339

81. L. N. Myrabo, Yu. P. Raizer. Laser-Induced air spike for advanced transat-mospheric vehicles // AIAA Paper. № 94-2451, 1994

82. В. Ю. Борзов, В. М. Михайлов, И. В. Рыбка и др. Экспериментальное —исследование сверхзвуШвшю^бт^ания^фепятствия при энергоподводе в невозмущенный поток // Инженерно-физический журнал, 1994, т.66, №.5, с. 515

83. В.Н. Тищенко. Генерация низкочастотной волны оптическим разрядом, движущимся в газе с дозвуковой скоростью // Квантовая электроника, 2003, т.ЗЗ, № 9, с. 823 830

84. Ю. П. Райзер. Лазерная искра и распространение разрядов // М.: "Наука", 1974, с.308

85. ИЗ. Г.Н.Грачев, А. Г. Пономаренко, А.Л.Смирнов, П. А. Стаценко, С. И. Трашкеев Оптическая система быстрого перемещения фокуса луча // Сб. трудов VI Межд. конф. «Прикладная оптика», С.-Петербург, 18-21 октября 2004, т.4, с.З

86. J. Kompenhans, A. Arnott, A. Agos, A. Gilliot, J. С. Monnier. Application of PIV for the investigation of high speed flow fields// West East High Speed Flow Field, Barselona, 2002, pp.39-52.

87. R. J. Adrian. Twenty years of particle image velocimetiy // Experiments in Fuids 39, 2005, p. 159-169.

88. Г. С. Ландсберг. Оптика // M., "Наука", 1976.

89. N. D. Malmuth, V. M. Krivtsov, V. R. Soloviev. Quick, gridless estimations of MHD effects on hypersonic inlet ramp shocks/AIAA 2004-0862, 2004.с/