Введение к работе
Актуальность таїш ' Исследование структуры ударных волн нызывеет интерес по слэ-дугшкм причинам. Во-первых, интерес к ударным Ео-днам сзязан с ии-роаим классом практических прилоаениЗ деззвнкЗ с большими скоростями. 3 частности, с потребностями практики, вызванными изучением возможности разруаэния сальных ударных волн. Вс-втопнх. jss в тєчєеиє длительного времени ударные трубы, с псмсаьв которых получают ударные волны з лабораторных условиях, являются удобным инструментом исследования высокотемпературной фЕЗИКС-ХИ?ВІЧЄЄКОЛ клнэтзез.
В последнее время з ряде экспериментальных работ была получены результаты,свидвтзльствулдие о существенном отклонении взблэдаемоЗ структуры ударных волн от той.которая следует из классической теории.Структурные изменения ударных волн проявляется в искривлении п деструкция фронта ударной волны и в карузекин монотонности изменения параметров за фронтом,причеи такиа эффекты нвблидались иа различных эксЕеримэнтзльзых установках (на баллистических установках и на ударных трубах) и з разных газах (аргон, ксенон, C0g, фреона). Установлено, что переход от одноЗ структуры к другой есслт пороговый характер и нзбладзэтся з узксм диапазоне чисел Каха,причви этот диапазон сдвигается прз изменении начального давления.
Нзсіатря нз наличие сравнительно больного экспериментального ж теоретического кзтэриада. пазволивнаго провести его клэсси^е-капню С11, цэтяняза появления структурных особенностей: нз изучен. Еолво того, в литературе совершенно недостаточно гаттауг Q язра-гэтрах газа з сильных ударных волнах, рзспроотанящнхся в резиш структурноЗ перестройки. Отметин, что для понимания природи ударных волн со структурЕкии оссбеннсстяна необходимо колячестз-злнсэ исследование параметров в зоне радиационного охлаждения, а такгэ иссвдоззеез предыстории з .эволюции ударней Еолны с такой структурой в процессе распространеняя.Зто определило постановку вопроса.
Целью настоящей работы является экспериментальное исследование особенностей структуры ударных волн в ксеноне в зависимости от скорости распространения и начального давления путем изучения ез-лучательннх свойств газа за фронтом ударной волны. Дня этого была изготовлена экспериментальная установка (на основе ккзвдейся ударной трубн), позволяющая исследозать ударные волны в розкаме перехода от одной структуры к другой.Измерены относительная и абсолютная интенсивности излучения газа, вызванного распространением ударной волны. Это позволило получить качественно новые данные о структуре ударной волны и динамике ее движения.
Отличительной особенностью настоящей работы является использование экспериментальной методики, позволяющей путем регистрации излучения в четырех сечениях по ходу распространения ударной волны регистрировать .радиационную структурний установить зависимость ее изменения от скорости ударной золны в одном эксперименте.. Ксенон - это тяжелый одноатомный газ со сравнительно низким потенциалом ионизации, в котором можно проводить исследования при больших числах Маха, при этом достигается значительная степень ионизации. Кроме того, спектроскопические и термодинамические характеристики ксенона хорошо изучены. В инертном одноатомном газе отсутствуют также процессы возбуждения вращательных и колебательных степеней свободы, а также диссоциации, которые усложняют явление.
Научная новизна
Впервые реализована комплексная методика исследования удврнах волн с аномальной структурой; заключающаяся, в одновременной регистрации радиационной структуры в нескольких сечениях и профиля скорости ударной волны вдоль канала ударной трубы.
Развита методика измерения относительной и абсолютной интенсивности излучения газа, вызванного ударной волной. Для сильных ударных волн впервые разработан л реализован метод двухмерной визуализации излучения газа способом последовательней фотометрической и математической обработки полученных фотохронограмм.
Епервые установлено, что ударной волне с аномальной структурой одновременно присущи осцилляции скорости, немонотонная картина
свечения и аномальный ход зависимости интенсивности излучения от скорости ударной волны.
Практическая ценность результатов работы
Результаты работы могут быть использована при изучении структуры сильных ударных волн в других газах и на других установках. Метод изучения єеолюции ударнух волн в одном експерименте с помощью нескольких смотровых окон и метод двухмерной визуализации найдут применение в лабораторной практике исследования ударных волн.
Выявленные границы структурных изменений и присушив юл структурные особенности позволят выбрать условия для проведения других экспериментов, в частности, при использовании ударной волны в качестве источника излучения.
Настоящая работа выполнена на кафедре молекулярной физики и физических измерений физического факультета МГУ под руководством профэссора А.И.Осипова. Тему диссертации предлозал А.П.Рязин и он еэ осуществлял непосредственное руководство экспериментальной частью работы.
Автор западает:
1. Метод изучения радиационной структури ударных волн со струк
турними особенностями, заключащипся:
а) в сравнении картийы излучения газа, вызванного ударными
волнами со структурными особенностями и без них;
б) в измерения интенсивности излучения газа, вызванного
ударяю.2! волнами двух структур в одном эксперименте, путем сравне
ния с эталонном источником излучения;
в) в получения двухмерной'картина радиационной структуры в ре-
ааплэ перехода от одной структуры к другой, позволикпей проследить
эволюцию структуры ударной волны в процессе распространения вдоль
канала ударной трубы квадратного сечения.
2. Результаты исследований, заклачанщиеся:
а) в обнаружении осцилляции скорости сильной ударной волны со
структурными особенностями;
б) в установлении границы структурных изменений для ксенона
на Р,-Ув диаграмме {Р,- начальное давление, 7 - скорость ударной
волик) по изменена радиационной- структуры;
в) в выявлении аномального хода антвнсивяостн излучения rasa,
вызванного сильной ударной волной в ксеноне, в зависимости от ско
рости ударной волны;
г) б установлении последовательности изменения структуры фрон
та е радиационной структуры (при уменьшэнзЕ скорости ударной волны
со структурными особеныостяма сначала устанавливается плоснлй
фронт, а затем исчезает аномалии в распределении интенсивности).
ілгробация работа
Основные результаты диссертационной работы докладывались: ев Всесоюзной конференции "фундаментальные проблемы физики удврннз: волн" /Asay,ISS7/; ев 17 Всесоюзной конференциа "Кинетгческиз и. газодинамические процессы в неравновесных средах" /Ерасновидово, 1963/; на Всесогожиі семинаре "Электрофизика горения" /Чебоксары, 1ЭЭО/; на X сЕкдсвиуме по горении и взрыву / Черноголовка. ISS2/.
Публикации
По р-знультатаы диссертации опубликованы шесть печатных р&бат, список которых приведен в конце данного реферата.
Структур? к о5*ьєу. диссертации
ІкссертЕЦионввя работа состоит из введения, трех глав н заклзїе-Еїія. Сяйсок .литература состоит кз ^2? наименований.