Взаимодействие газодинамического потока с импульсным разрядом вблизи препятствия
Автор: Дарья Илларионовна Татаренкова
Организация: Физический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова
Газовый разряд представляет собой один из наиболее изученных и широко применяемых методов создания низкотемпературной плазмы и относится к эффективным средствам управления потоком. Разнообразие видов электрического разряда позволяет создавать устройства для решения различных газодинамических задач: от управления аэродинамическим сопротивлением в открытых течениях [1] до оптимизации процессов воспламенения и сгорания топлива в камерах внутреннего сгорания в замкнутых каналах [2]. При этом воздействие на высокоскоростные течения с повышенной энтальпией, характерные для замкнутых систем, требует применения высокоэнергетических импульсных методов.
Целью данной работы является экспериментальное исследование локализации импульсного объемного разряда (ИОР) в условиях газодинамического потока. Исследование проводилось с использованием диэлектрической вставки, установленного на стенке канала в плазменной области. Данная вставка выступает в роли препятствия как для протекания разрядного тока, так и для газодинамического течения.
Эксперименты выполнены на установке УТРО-3 (Ударная Труба – Разряд – Оптика), представляющей собой однодиафрагменную ударную трубу со специализированной разрядной секцией. Прямоугольный канал имеет поперечное сечение 48мм × 24мм. Вдоль канала расположен 100-миллиметровый участок, на котором инициируется ИОР (см. Рис.). Разряд формируется в различных зонах газодинамического течения за УВ [3].
В ходе исследования было выделено четыре основных режима локализации ИОР в потоке с числом Маха до M=1,7. Каждому режиму соответствует характерная картина свечения разряда, определяемая газодинамической структурой и скоростью [4] обтекания препятствия в канале. Локализация разряда наблюдалась преимущественно вблизи диэлектрической вставки в виде одного или двух продольных течению каналов.
Работа выполнена при поддержке РНФ в рамках проекта №24-79-00029.
1.Moreau E. Airflow control by non-thermal plasma actuators // J. Phys. D-Appl. Phys. 2007. V. 40. p. 605-363.
2. Feng R., Huang Y., Zhu J. et al. Ignition and combustion enhancement in a cavity-based supersonic combustor by a multi-channel gliding arc plasma // Exp. Therm. Fluid Sci. 2021. V. 120. P. 110248.
3.Znamenskaya, I.A., Lutsky, A.E., Tatarenkova, D.I. et al. Nanosecond volume discharge in the non-stationary high-speed profiled channel flow // Phys.of Fluids. 2023. 35. 7.
4. Долбня Д.И., Дорощенко И.А., Знаменская И.А., Муратов М.И. Новые подходы к визуализации и анализу течений в ударных трубах // Вестник МГУ. Серия 3: Физика, астрономия. 2025. 80. 3. 2531001.
