Электрофизические и тепловые процессы, гидродинамика и турбулентность высокотемпературных сред

Отчет 175 с., 117 рис., 10 табл., 162 источников. НЕРАВНОВЕСНАЯ ПЛАЗМА, ПЕРЕНОС ИЗЛУЧЕНИЯ, ГЕНЕРАТОР НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ, ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ВЫСОКОЭНТАЛЬПИЙНЫЙ ПЛАЗМЕННЫЙ ПОТОК, ДВУХФАЗНАЯ СРЕДА, СВЧ-РАЗРЯД, ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ, ХОЛЛОВСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, БАЗА ДАННЫХ ВЕЩЕСТВ, НЕСТАЦИОНАРНОЕ ГОРЕНИЕ, ДЕТОНАЦИЯ, НЕУСТОЙЧИВОСТЬ РЕЛЕЯ-ТЕЙЛОРА, ТЕРМОФОРЕЗ, ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ СКОРОСТИ Основными объектами исследования являются: - неравновесная плазма, генераторы низкотемпературной плазмы, СВЧ-разряд; - высокоэнтальпийный поток газа, взаимодействие его с поверхностью; - однофазные и двухфазные газожидкостные среды; - электрогидродинамические течения слабопроводящих жидких диэлектриков; - холловский двигатель; - база данных свойств материалов и веществ; - процессы воспламенения и нестационарного горения; - газовая детонация и детонация в твердом теле; - течения несмешивающихся магнитных жидкостей - термофоретическое движение длинных цилиндрических аэрозольных частиц - газодинамические процессы при наличии разряда, сильных полей; - сдвиговые турбулентные течения слабосжимаемой термовязкой жидкости. Основными целями работы являются: - Исследование параметров плазмы в струях, взаимодействующих с поверхностями; исследование развития ионизационных волн в инертных газах атмосферного давления; анализ разделения зарядов в облаках и возникновение электрических токов; построение уравнения переноса излучения в плотных молекулярных газов. - Создание экспериментальных установок на основе плазмотрона с расширяющимся каналом, постоянного тока мощностью до 50 кВт, с прямой дугой. - Изучение влияния газовой фазы на разряд в воде и трансформаторном масле; структуры свечения разряда с жидким катодом; воздействия плазмы азота на образец; СВЧ-разряда атмосферного давления (СВЧ-плазмотрон). - Описание и исследование движения слабопроводящих диэлектрических жидкостей в предпробойных электрических полях. - Исследование процессов внутри холловских плазменных двигателей. - Создание базы данных материалов для задач атомной энергетики. - Получение новых фундаментальных представлений о развитии нестационарных процессов воспламенения, горения и детонации, в том числе, в конденсированных веществах. - Измерение параметров процесса формирования газожидкостного потока. - Подтверждение возможности использования магнитных жидкостей для постановки эксперимента по изучению неустойчивости Релея-Тейлора. - Описание упорядоченного движения в газообразных средах двухслойных аэрозольных частиц. - Моделирование дуги электрического разряда в потоке газа. - Изучение корреляционных характеристик в течении при развитии процессов смешения. Применялись следующие методы исследования: - электрические, оптические, спектральные экспериментальные методики; - облачные вычисления; - численного моделирования с использованием современных вычислительных методик и алгоритмов их реализации с применением суперкомпьютеров; - двойное теневое микрофотографирование; - моделирования с помощью MPI-параллельного кода CSPH в трехмерной постановке; - высокоскоростная съемка; - вихреразрашеющий метод КАБАРЕ (Implicit LES)