Измерение концентрации электронов в окрестности сильной ударной волны

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведена серия зондовых измерений по определению концентрации электронов в газе перед фронтом сильной ударной волны с использованием двухдиафрагменной ударной трубы DDST-M (modified double-diaphragm shock tube) Института механики МГУ. Одновременно фиксировался световой поток из области ударно-нагретого газа, который позволил вычислить концентрацию электронов за ударной волной с помощью спектроскопического метода. Эксперименты выполнены в воздухе, кислороде и азоте при скоростях ударной волны от 8.3 до 11.3 км/с и начальном давлении в камере низкого давления 0.25 Торр. Получены зависимости концентрации электронов от скорости ударной волны и расстояния от точки наблюдения до ударной волны. Спектроскопические измерения позволили определить зависимость концентрации электронов от состава газовой среды. Полученные данные сравниваются с экспериментальными результатами других авторов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

П. В. Козлов

Институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: vyl69@mail.ru
Россия, Москва

Г. Я. Герасимов

Институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: vyl69@mail.ru
Россия, Москва

В. Ю. Левашов

Институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: vyl69@mail.ru
Россия, Москва

Н. Г. Быкова

Институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: vyl69@mail.ru
Россия, Москва

И. Е. Забелинский

Институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: vyl69@mail.ru
Россия, Москва

М. А. Котов

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук

Email: vyl69@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Суржиков С.Т. // Хим. физика. 2010. Т. 29. № 7. С. 48.
  2. Bykova N.G., Gochelashvily K.S., Karfidov D.M. et al. // Appl. Optics. 2017. V. 56. P. 2597.
  3. Голубков Г.В., Манжелий М.И., Берлин А.А. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 3. C. 86.
  4. Голубков Г.В., Берлин А.А., Дьяков Ю.А. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 10. C. 64.
  5. Ступоченко Е.В., Лосев С. А., Осипов А.И. Релаксационные процессы в ударных волнах. М.: Наука, 1965.
  6. Лохте-Хольтгревен В. Методы исследования плазмы. Л.: Наука, 1970.
  7. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Физматлит, 2008.
  8. Алексеев Б.В., Котельников В.А. Зондовый метод диагностики плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1988.
  9. Демидов В.И., Колоколов Н.Б., Кудрявцев А.А. Зондовые методы исследования низкотемпературной плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1996.
  10. Горелов В.А., Кuльдюшова Л.А., Чернышев В.М. // Уч. записки ЦАГИ. 1977. Т. 8. № 6. С. 49.
  11. Fujita K., Sato S., Abe T., Matsuda A. AIAA Paper. 2002. № 2002-2765.
  12. Nomura S., Lemal A., Kawakami T., Fujita K. AIAA Paper. 2018. № 2018-0741.
  13. Голант В.Е. Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы. М.: Наука, 1968.
  14. Власов П.А., Карасевич Ю.К., Панкратьева И.Л., Полянский В.А. // Физ.-хим. кинетика в газ. динамике. 2008. Т. 6. № 1.
  15. Горелов В.А., Киреев А.Ю. // Там же. 2014. Т. 15. № 1.
  16. Cruden B.A. // J. Thermophys. Heat Transf. 2012. V. 26. P. 222.
  17. Котов М.А., Козлов П.В., Осипенко К.Ю., Герасимов Г.Я., Левашов В.Ю., Быкова Н.Г., Забелинский И.Е. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 11. С. 13.
  18. Забелинский И.Е., Козлов П.В., Акимов Ю.В. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 11. С. 22.
  19. Hassouba M.A., Galaly A.R., Rashed U.M. // Plasma Phys. Rep. 2013. V. 39. P. 255.
  20. Nomura S., Kawakami T., Fujita K. // J. Thermophys. Heat Transf. 2021. V. 35. P. 518.
  21. Kozlov P.V., Surzhikov S.T. AIAA Paper. 2017. № 2017-0157.
  22. Heays A.N., Bosman A.D., van Dishoeck E.F. // A&A. 2017. V. 602. P. A105.
  23. Katsurayama H., Matsuda A., Abe T. AIAA Paper. 2007. № 2007-4552.
  24. Суржиков С.Т. // Физ.-хим. кинетика в газ. динамике. 2022. Т. 23. № 4.
  25. Lemal A., Nomura S., Fujita K. Hypersonic Meteoroid Entry Physics. USA IOP Publ., 2019. P. 9–1.
  26. Omura M., Presley L.L. // AIAA J. 1969. V. 7. P. 2363.
  27. Gorelov V.A., Kildushova L.A., Kireev A.Yu. // AIAA Paper. 1994. № 1994-2051.
  28. Gigosos M.A., Gonzalez M.A., Cardenoso V. // Spectrochim. Acta Part B: Atom. Spectrosc. 2003. V. 58. P. 1489.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Эволюция напряжения на зонде Z перед ударной волной, движущейся в воздухе со скоростью VSW = 10.4 км/с при p₀ = 0.25 Торр. На вставке – схема взаимодействия УВ с зондом.

Скачать (61KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость температуры Tₑ электронов от расстояния до УВ в воздухе при p₀ = 0.25 Торр и VSW = 9.2 (1), 10.7 (2), 11.5 (3) и 12.3 км/с (4).

Скачать (69KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Сравнение вычисленной температуры электронов Tₑ перед УВ в воздухе при p₀ = 0.25 Торр и VSW = 11.5 (1) и 12.3 км/с (2) с данными измерений из работы [18] при p₀ = 0.23 Торр и VSW = 12.3 км/с (точки).

Скачать (57KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Измеренные концентрации nₑ перед УВ, распространяющейся по воздуху при p₀ = 0.25 Торр и VSW = 10.4 км/с (1) и их сравнение с данными СВЧ-измерений из работы [24] при p₀ = 0.2 Торр и VSW = 9.8 (2) и 10.8 км/с (3).

Скачать (64KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Измеренные концентрации nₑ перед УВ, распространяющейся по воздуху при p₀ = 0.25 Торр и VSW = 10.4 км/с (1) и их сравнение с данными измерений тройным зондом из работы [25] при p₀ = 0.2 Торр и VSW = 9.5 (2) и 11.3 км/с (3).

Скачать (66KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Интегральные по времени интенсивности излучения линии Hᵦ в кислороде (1) и азоте (2) при p₀ = 0.25 Торр и VSW = 10 км/с.

Скачать (74KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Измеренные с помощью спектроскопического метода концентрации электронов nₑ в ударно-нагретом воздухе (1), кислороде (2) и азоте (3), а также данные из работы [14] для воздуха (4). Линия – результаты равновесного расчета [14].

Скачать (91KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».