1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Механика жидкости и газа
  4. № 6, 2023

Известия РАН. Механика жидкости и газа, 2023, № 6, стр. 144-167

СВЕРХЗВУКОВОЕ ОБТЕКАНИЕ ЗАОСТРЕННОЙ ПЛАСТИНЫ С ПОВЕРХНОСТНЫМ АНОМАЛЬНЫМ ТЛЕЮЩИМ РАЗРЯДОМ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

С. Т. Суржиков a, *

a Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
Москва, Россия

* E-mail: surg@ipmnet.ru

Поступила в редакцию 09.09.2023
После доработки 10.09.2023
Принята к публикации 12.09.2023

Аннотация

С использованием модифицированной амбиполярной модели квазинейтральной электроразрядной плазмы численно исследована электродинамическая структура аномального тлеющего разряда между двумя плоскими электродами, расположенными на поверхности заостренной пластины, обтекаемой сверхзвуковым потоком молекулярного азота в широком диапазоне чисел Маха. Выполнена модификация коэффициента амбиполярной диффузии и эффективной скорости ионизации при учете внешнего магнитного поля. Задача решается в двухмерной х–у постановке, в которой вектор индукции внешнего магнитного поля направлен в положительном или отрицательном направлении оси z. Численно исследованы параметры аномального тлеющего разряда в диапазоне давлений р = 0.14–5 Торр и падений напряжения на квазинейтральном токовом столбе разрядной плазмы V = 30–320 В. Определены основные параметры задачи, позволяющие получить разумное согласие с имеющимися экспериментальными данными.

Ключевые слова: сверхзвуковое обтекание заостренной пластины, аномальный тлеющий разряд

Список литературы

  1. Энгель А., Штеенбек М. Физика и техника электрического разряда в газах. Т. 2. М.– Л.: Объединенное научно-техн. изд-во НКТП СССР, 1936. 382 с.

  2. Капцов Н.А. Электрические явления в газах и вакууме. М.: Гостехиздат, 1950. 808 с.

  3. Браун С. Элементарные процессы в плазме газового разряда. М.: 1961. Гос. Изд-во литературы в области атомной науки и техники. 323 с. (Brown S.C. Basic Data of Plasma Physics. Technology Press of M.I.T. and Wiley, 1966).

  4. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М.: Наука, 1971. 543 с.

  5. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 591 с.

  6. Kimmel R.L., Hayes J.R., Menart J.A., Shang J. Effect of surface plasma discharge on boundary layers at Mach 5 // AIAA Paper 2004–509. 2004. 10 p.

  7. Menart J., Shang J.S., Kimmel R., and Hayes J. Effects of Magnetic Fields on Plasmas Generated in a Mach 5 Wind Tunnel //AIAA Paper 2003-4165. 2003. 13 p.

  8. Shang J.S., Surzhikov S.T., Kimmel R., Gaitonde D., Menart J., Hayes J. Mechanisms of plasma actuators for hypersonic flow control // Progress in Aerospace Sciences. 2005. V. 41. P. 642.

  9. Суржиков С.Т. Физическая механика газовых разрядов. Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2006. 640 с.

  10. Гладуш Г.Г., Самохин А.А. Численное исследование шнурования тока на электродах в тлеющем разряде // Прикладная механика и техническая физика. 1981. № 5. С. 15–23.

  11. Райзер Ю.П., Суржиков С.Т. Двумерная структура нормального тлеющего разряда и роль диффузии в формировании катодного и анодного пятен // Теплофизика высоких температур. 1988. Т. 25. № 3. С. 428–435.

  12. Битюрин В.А., Бочаров А.Н., Попов Н.А. Численное моделирование электрического разряда в сверхзвуковом потоке //Изв. РАН. МЖГ. 2008. № 4. С. 160–172.

  13. Баранов В.Б., Краснобаев К.В. Гидродинамическая теория космической плазмы. М.: Наука. 1977. 333 с.

  14. Гершман Б.Н., Ерухимов Л.М., Яшин Ю.Я. Волновые явления в ионосфере и космической плазме. М.: Наука, 1984. 392 с.

  15. Шкаровский И., Джонстон Т., Бачинский М. Кинетика частиц плазмы. М.: Атомиздат, 1969. 396 с.

  16. Суржиков С.Т. Двухмерная электродинамическая структура нормального тлеющего разряда в продольном магнитном поле // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 3. С. 303–313.

  17. Райзер Ю.П., Суржиков С.Т. Еще раз о природе эффекта нормальной плотности тока на катоде тлеющего разряда // Письма в ЖТФ. 1987. Т. 13. № 8. С. 452–456.

  18. Surzhikov S.T., Shang J.S. Two-component plasma model for two-dimensional glow discharge in magnetic field// Journal of Computational Physics. 2004. V. 199. P. 437–464.

  19. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Наука, 1966. 624 с.

  20. Кадомцев Б.Б. Коллективные явления в плазме. М.: Наука, 1988. 304 с.

  21. Трубников Б.А. Теория плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1996. 463 с.

  22. Суржиков С.Т. Гиперзвуковое обтекание разреженным газом поверхностного тлеющего разряда с внешним магнитным полем. М.: Изд-во ИПМех РАН, 2011. 273 с.

  23. Суржиков С.Т., Шэнг Дж.С. Вязкое взаимодействие на плоской пластине с поверхностным разрядом в магнитном поле // Теплофизика высоких температур. 2005. Т. 43. № 1. С. 21–31.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Механика жидкости и газа

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал