Локализация импульсного наносекундного разряда на разных стадиях развития газового потока за ударной волной

Автор: Дарья Илларионовна Татаренкова

Соавторы: И.А. Знаменская

Организация: МГУ им. М.В. Ломоносова

Воздействие импульсного наносекундного разряда на газовый сверхзвуковой поток приводит к кратковременному разрушению стоячих скачков, установившихся отрывов и пр. Данный эффект уже был описан в нескольких наших [1,2] и других [3] работах. С другой стороны, различные режимы газодинамического течения способны влиять не только на режим протекания разряда, но и на пространственную локализацию импульсного наносекундного разряда.

В настоящей работе представлены экспериментальные результаты изменяющейся локализации импульсного наносекундного объемного разряда (длительность разрядного тока 200 – 500 нс) в зависимости от газодинамического течения. Ранее в одной из работ уже было показано [2], что присутствие диэлектрической вставки, размерами 2 мм × 6 мм × 48 мм, поперек канала, с сечением 24мм × 48мм (вдоль прорастания плазменного листа), в разрядной камере способно концентрировать вблизи себя основной плазменный импульс. Также вставка несет функцию искусственной неоднородности на обтекаемом теле, которая является источником возмущений и косых скачков уплотнения.

Исследования проводились в закрытой однодиафрагменной ударной трубе. В результате разрыва диафрагмы от разницы давлений (гелий 10 атм – воздух 20 торр), образовывалась ударная волна с числом Маха M = 3.2 – 3.9, после которой возникал сложный набор переходящих друг в друга течений, начиная от ламинарного сверхзвукового течения гелия (см. рис. а) до дозвукового воздушного потока (см. рис. б). Исследования показали, что локализация импульсного энерговклада и формы ударно-волновых конфигураций от него, зависят от фазы потока, в которой импульсно зажигается наносекундный разряд. Это, в свою очередь, дает достаточно полное представление о потоке: виде газа (гелий, воздух), степени развитости турбулентности и т.п.

Татаренкова Д.И. является стипендиатом Фонда развития теоретической физики и математики «БАЗИС».

1. Znamenskaya I.A., Tatarenkova D.I., Ivanov I.E. Localization of a combined pulse discharge within a gas with a rectangular obstacle on the channel wall // Journal of Physics: Conference Series. 2019. 1359. 012121.

2. Znamenskaya I.A., Tatarenkova D.I., Kuli-zade T.A. Nanosecond ionization of an area of flowing around a rectangular ledge by a high-speed flow // Technical Physics Letters. 2020. 46. 1–3.

3. Webb N., Clifford C., Samimy M. Control of oblique shock wave/boundary layer interactions using plasma actuators // Exp Fluids. 2013. 54. 1545.