Прохождение Плоской Ударной Волны Через Область Тлеющего Газового Разряд

Abstract

The interaction of a plane shock wave ( M = 5) with an ionized plasma region formed before the arrival of a shock wave by a low-current glow gas discharge is considered experimentally and numerically. In the experiment, schlieren images of a moving shock-wave structure resulting from the interaction and consisting of two discontinuities, convex in the direction of motion of the initial wave, are obtained. The propagation of a shock wave over the region of energetic impact is simulated on the basis of the two-dimensional Riemann problem of decay of an arbitrary discontinuity with allowance for the influence of horizontal walls. The systems of Euler and Navier–Stokes equations are solved numerically. The non-equilibrium of the processes in the gas-discharge region was simulated by an effective adiabatic index γ. Based on the calculations performed for equilibrium air (γ = 1.4) and for an ionized nonequilibrium gas medium (γ = 1.2), it is shown that the experimentally observed discontinuities can be interpreted as elements of the solution of the two-dimensional problem of decay of a discontinuity: a shock wave followed by a contact discontinuity. It is shown that a variation in γ affects the shape of the fronts and velocities of the discontinuities obtained. Good agreement is obtained between the experimental and calculated images of density and velocities of the discontinuities at a residual gas temperature in the gas discharge region of 373 K.

Флуктуации Плотности И Температуры За Фронтом Ударной Волны При Воздействии Стратифицированного Источника Энергии

“…В [7] на основе неравновесной модели двойного лазерного импульса установлено, что с увеличением степени ионизации происходит уменьшение силы сопротивления поверхности тела. Возможность воздействия на ударную волну однородной газоразрядной среды экспериментально исследована в [8]. Численно показано, что при прохождении ударной волны через область разряда происходит образование дополнительного контактного разрыва.…”

“…Нормирующее значение длины было равно расстоянию между горизонтальными стенками трубы: l n = 0.05 m. Число Рейнольдса равнялось Re = 9563 [9]. Рассматривалась газовая среда с эффективным показателем адиабаты γ = 1.2, которое наилучшим образом приближает кривизну фронта ударной волны, полученную в эксперименте [8]. Это значение соответствует степени ионизации газовой среды 0.00015 и степени неравновесности 0.015 [12].…”