Диссертация

Диссертационная работа посвящена исследованию процесса локализации импульсного объемного разряда в цилиндрической (канал высотой 24 мм, диаметром до 2 мм) и плоской (поверхность 24х48мм) конфигурациях, и создаваемых им газодинамических полей. Исследуемый разряд субмикросекундной длительности представляет собой комбинацию из двух поверхностных разрядов (плазменных листов), обеспечивающих предыонизацию объема и объемного разряда между ними. Первый случай (цилиндрическая конфигурация) реализуется при повышении давления в разрядной камере, второй (плоская конфигурация) – при движении внутри нее фронта плоской ударной волны, при этом разряд зажигается перед фронтом в связи со скачком плотности газа за ним. Исследованы пространственно-временные, теплофизические параметры динамических полей. Достигнута стабильная воспроизводимость экспериментов по локализации разряда в диапазоне давлений от 100 до 250 Торр в неподвижном воздухе (цилиндрический взрыв) и в потоке перед фронтом ударной волны, число Маха от М = 2,2 до М = 4,4 (распад плоского разрыва). Были использованы панорамные цифровые методы исследования плазмодинамических и газодинамических быстропротекающих процессов для исследования данных задач в наносекундном и микросекундном диапазоне. Было установлено, что в обоих режимах локализации разряда существует длительная стадия послесвечения (свечения газоразрядной плазмы в отсутствии тока), достигающая 4,5 мкс и отсутствующая в диффузном режиме пробоя. Впервые получены последовательные видеокадры теневой съемки (от 150 000 до 525 000 кадров/с) распада разрыва на фронте плоской ударной волны в канале при локализации разряда перед ее фронтом и на их основе исследована динамика возникающих разрывов. Проведено одномерное численное моделирование возникающего после локализации разряда течения для обеих исследуемых конфигураций. Определена доля электрической энергии разряда, конвертируемой во внутреннюю энергию газа на стадии протекания тока разряда. Она составила (21  1)% для цилиндрической конфигурации и (45  5)% для плоской. Рассмотрен механизм возникновения различия величин энерговклада. В случае локализации разряда перед фронтом ударной волны обнаружена эволюция распределения интенсивности свечения плазмы в субмикросекундном диапазоне, которая было объяснена возрастанием плотности и температуры среды между образовавшимися разрывами.