ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ОПТИЧЕСКОГО РАЗРЯДА В ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ СТРУЕ
https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-3-24-33
Аннотация
Проведено экспериментальное исследование воздействия сфокусированного импульсно-периодического излучения СО2-лазера на инициирование и развитие процесса распространения горения в до- и сверхзвуковом потоке гомогенной топливовоздушной смеси (СН4 + air). Излучение СО2-лазера распространялось поперек потока и фокусировалось линзой на оси сверхзвуковой струи. Для регистрации структуры течения применялась теневая схема со щелью и плоским ножом, расположенным вдоль потока. Изображение фиксировалось скоростной камерой со временем экспозиции 1,5 мкс и частотой кадров 1000 1/с. Показано, что при поперечном вводе лазерного излучения в поток образуется периодическая структура теплового следа с формированием головного скачка уплотнения от зоны энерговыделения. При малых частотах следования импульсов лазерного излучения взаимодействие теплового пятна с потоком происходит в импульсном режиме. Экспериментально показан процесс нестационарного воспламенения оптическим разрядом метановоздушной смеси при дозвуковом истечении в неподвижную атмосферу. Результаты оптической визуализации свидетельствуют о горение в следе за областью оптического разряда.
Об авторах
В. Н. Зудов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
Россия
Россия
П. К. Третьяков
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
Россия
Россия
Список литературы
1. Райзер Ю. П. Лазерная искра и распространение разрядов. М.: Наука, 1974.
2. Tran X. Phuoc. Laser-induced spark ignition fundamental and applications (Review) // Optics and Lasers in Engineering. 2006. No. 44. P. 351-397.
3. Yan H., Adelgren R., Boguszko M., Elliott G., Knight D. Laser Energy Deposition in Quiescent Air // AIAA-2003-1051, AIAA 41th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, January, 2003.
4. Третьяков П. К., Грачев Г. Н., Иванченко А. И., Крайнев В. Л., Пономаренко А. Г., Тищенко В. Н. Стабилизация оптического разряда в сверхзвуковом потоке аргона // Докл. РАН. 1994. Т. 336, № 4. С. 466-467.
5. Третьяков П. К., Гаранин А. Ф., Грачев Г. Н., Крайнев В. Л., Пономаренко А. Г., Тищенко В. Н., Яковлев В. И. Управление сверхзвуковым обтеканием тел с использованием мощного оптического пульсирующего разряда // Докл. РАН. 1996. Т. 351, № 3. С. 339-340.
6. Зудов В. Н., Третьяков П. К., Тупикин А. В., Яковлев В. И. Обтекание теплового источника сверхзвуковым потоком // Изв. РАН. МЖГ. 2003. № 5. С. 140-153.
7. Зудов В. Н. Воздействие импульсно-периодического энергоисточника на режимы обтекания тела сверхзвуковым потоком // Письма в ЖТФ. 2009. Т. 35, вып. 7. С. 46- 51.
8. Багаев С. Н., Грачев Г. Н., Пономаренко А. Г. и др. Лазерный плазмохимический синтез наноматериалов в скоростных потоках газов, первые результаты и перспективы развития метода // Наука и нанотехнологии. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. С. 123-135.
9. Зудов В. Н., Третьяков П. К., Тупикин А. В. Воспламенение и стабилизация оптическим разрядом гомогенного горения в высокоскоростной струе // Научная визуализация. 2016. Т. 8, № 2. С. 24-36.
10. Bradley D., Sheppard C. G. W., Suardjaja I. M., Woolley R. Fundamentals of high-energy spark ignition with lasers // Combustion and Flame. 2004. Vol. 138. P. 55-77.
11. Dors I. G., Parigger C. G. Computational fluid-dynamic model of laser-induced breakdown in air // Applied Optics. 2003. Vol. 42. No. 30. P. 5978-5985.
12. Chen Y.-L., Lewis J. W. L., Parigger C. Spatial and temporal profiles of pulsed laser-induced air plasma emissions // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2000. Vol. 67. P. 91-103.
13. Parigger C. G. Laser-induced breakdown in gases: experiments and simulation // Laser Induced Breakdown Spectroscopy. Eds. A. W. Miziolek, V. Palleschi, I. Schechter. New York: Cambridge Uni. Press, 2006. Chapter 4
14. Shankar Ghosh, Krishnan Mahesh. Numerical simulation of the fluid dynamic effects of laser energy deposition in air // J. Fluid Mech. 2008. Vol. 605. P. 329-354.
Рецензия
Для цитирования:
Зудов В.Н., Третьяков П.К. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ОПТИЧЕСКОГО РАЗРЯДА В ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ СТРУЕ. Сибирский физический журнал. 2018;13(3):24-33. https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-3-24-33
For citation:
Zudov V.N., Tretyakov P.K. IGNITION AND STABILIZATION BY THE OPTICAL DISCHARGE OF HOMOGENEOUS BURNING IN HIGH-SPEED JET. SIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS. 2018;13(3):24-33. (In Russ.) https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-3-24-33
Просмотров:
107
Послать статью по эл. почте 