о НИР "Движение сплошных сред с физико-химическими превращениями" (по теме "Экспериментальное и теоретическое исследование кинетических процессов в газах") (заключительный)

Цель исследования - получение информации о процессах, происходящих в высокотемпературных газах, и разработка подходов к описанию рассматриваемых процессов. Получены данные об абсолютных интенсивностях излучения и временные развёртки наблюдаемого излучения. Разработаны методики измерения излучения в чистых газах (азот, кислород, аргон) и различных газовых смесях (N₂-O₂, CO₂-N₂, воздух), а также спектров излучения ударно-нагретого газа в ультрафиолетовой, видимой областях спектра, а также в области вакуумного ультрафиолета (130 - 200 нм). Имеющиеся экспериментальные установки позволяют получать скорости ударных волн в диапазоне от 4 до 11,4 км/с. Начальное давление исследуемых газов варьировалось от 0,25 до 1 Торр. Разработана радиационно-столкновительная модель кинетики за фронтом ударной волны в ионизованном газе, представлены результаты использования этой модели для описания наблюдаемого излучения газа за фронтом ударных волн. Исследована прозрачность воздушной плазмы за фронтом ударной волны для лазерного излучения. Выполнялись работы по определению конфигурации осесимметричного канала и параметров набегающего потока, обеспечивающие стабильное детонационное горение водородовоздушной смеси в условиях атмосферы на высотах до 30 км. Исследовано влияние озона на время задержки воспламенения стехиометрической водород-кислородной смеси, а также влияние добавок азота на протяженность самоподдерживающейся детонационной волны в гремучем газе. Получены данные по константам скорости реакций Зельдовича в воздухе, времени колебательной релаксации при высоких температурах в столкновениях O₂+O и N₂+N, двухтемпературные и уровневые константы скорости диссоциации азота, полученные методом прямого численного моделирования. Исследованы обменные процессы между угарным газом и оксидами азота, приводящие к образованию СO₂. Изучен процесс радиационно-химического преобразования полихлорированных диоксинов, разработана кинетическая модель этого процесса. Исследован процесс рассеяния токсичных микропримесей в зоне действия автострады с учетом кинетики их фотохимического преобразования, а также биоаккумуляции в придорожной растительности, предложена математическая модель. Предложена упрощенная кинетическая модель горения, описывающая воспламенение авиационного керосина в воздухе и позволяющая рассчитывать методами вычислительной гидродинамики процессы в сверхзвуковой прямоточной камере сгорания. Исследован процесс инициирования детонационного горения паров керосина в сверхзвуковом потоке воздуха, набегающем на торцевую стенку цилиндра в неограниченном пространстве и канале постоянного сечения. С использованием методов молекулярно-динамического моделирования и молекулярно-кинетических расчетов рассмотрена задача построения корректных граничных условий на межфазных поверхностях при моделировании процессов с фазовыми превращениями. Данный подход планируется использовать в дальнейшем при исследовании влияния постадийного испарения компонентов из капель жидкого углеводородного топлива на кинетику образования и горения углеводородов. Полученные в ходе реализации работы данные могут быть использованы при моделировании процессов вблизи поверхности космических аппаратов, входящих в атмосферы планет, а также могут быть полезными для решения задачи поддержания связи с космическим аппаратом, входящим в плотные слои атмосферы со сверхзвуковой скоростью. Результаты исследований могут быть использованы в формировании научного и научно-технического задела для развития энергетики, других отраслей промышленности, таких как транспорт, аэрокосмическая индустрия.