Основы теории теплообменных процессов в потоках низкотемпературной плазмы. Взаимодействие системы «источник питания – плазмотрон». Моделирование и эксперимент.

Основной научной проблемой, на решение которой направлен проект, является низкая степень изученности теплообменных процессов в плазменных потоках (ламинарном, турбулентном и с перемежаемостью). Адекватных математических моделей, описывающих процессы теплообмена в низкотемпературной плазме при переходных потоках, не существует вовсе, что накладывает значительные ограничения при разработке новых технологий обработки материалов в плазме и проектировании плазмотронов. Конкретной задачей, на решение которой направлен проект, является создание уточненных математических моделей с учетом взаимодействия системы источник питания – плазмотрон, описывающих теплообменные процессы плазменном потоке и условия развития неустойчивости, с обязательной верификацией результатов численного моделирования. Масштаб данной задачи заключается в исследовании теплообменных процессов в разных плазменных потоках (от ламинарного до турбулентного) с учетом нелинейных источников тепла. Комплексность решаемой задачи заключается в воздействии на обе категории неустойчивостей, возникающих в плазменном потоке: тепловые факторы (связанные с флуктуацией джоулева тепловыделения – нелинейные источники тепла) за счет замкнутой системы управления источником питания и на факторы, связанные с флуктуацией импульса за счет конструктивных элементов плазмотрона, и выбора режима работы, влияющего на характер потока (переход от ламинарного режима к турбулентному).