Argon Radiation Behind a Strong Shock Wave: Experiment and Direct Simulation by the Monte Carlo Method

P. V. Kozlov; Козлов П. В.; A. L. Kusov; Кусов А. Л.; N. G. Bykov; Быкова Н. Г.; I. E. Zabelinskii; Забелинский И. Е.; V. Yu. Levashov; Левашов В. Ю.; G. Ya. Gerasimov; Герасимов Г. Я.

doi:10.31857/S0207401X23040106

Излучение аргона за фронтом сильной ударной волны: эксперимент и прямое статистическое моделирование методом Монте-Карло

Авторы: Козлов П.В.¹, Кусов А.Л.¹, Быкова Н.Г.¹, Забелинский И.Е.¹, Левашов В.Ю.¹, Герасимов Г.Я.¹
Учреждения:
1. Институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
Выпуск: Том 42, № 4 (2023)
Страницы: 57-63
Раздел: Горение, взрыв и ударные волны
URL: https://rjraap.com/0207-401X/article/view/674879
DOI: https://doi.org/10.31857/S0207401X23040106
EDN: https://elibrary.ru/MXCLGM
ID: 674879

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Измерены радиационные характеристики ударно-нагретого аргона в диапазоне скоростей ударной волны 4.5–7.8 км/с при давлении газа перед ее фронтом 0.25, 1.0 и 5.0 Торр. Получены интегральные по времени развертки излучения, а также временны́е зависимости интенсивности излучения ударно-нагретого аргона на длине волны 420 нм в абсолютных единицах. Представлены результаты прямого статистического моделирования методом Монте-Карло радиационно-химических процессов в аргоне за фронтом сильной ударной волны. В модели учитываются процессы возбуждения и ионизации атома электронным ударом, излучения и поглощения для дискретного спектра, тормозное излучение, процессы фотоионизации и фоторекомбинации, а также уширение атомарных линий. Проведено сравнение экспериментальных и расчетных данных.

Ключевые слова

ударная волна, эксперимент, ударная труба, неравновесное излучение, аргон, метод DSMC.

Список литературы

Surzhikov S. // AIAA Paper. 2017. № 2017-1147.
Park C. Nonequilibrium Hypersonic Aerothermodynamics. N.Y.: Wiley, 1990.
Суржиков С.Т. // Хим. физика. 2010. Т. 29. № 7. С. 48.
Johnston C.O., Brandis A.M. // J. Spacecr. Rockets. 2015. V. 52. P. 105.
Суржиков С.Т. Компьютерная аэрофизика спускаемых космических аппаратов. Двухмерные модели. М.: Физматлит, 2018.
Lemal A., Jacobs C.M., Perrin M.-Y. et al. // J. Thermophys. Heat Transfer. 2016. V. 30. P. 197.
Kano K., Suzuki M., Akatsuka H. // Plasma Sources Sci. Technol. 2000. V. 9. P. 314.
Kapper M.G., Cambier J.-L. // J. Appl. Phys. 2011. V. 109. № 113308.
Abrantes R.J.E., Karagozian A.R., Bilyeu D., Le H.P. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2018. V. 216. P. 47.
Evdokimov K.E., Konischev M.E., Pichugin V.F., Sun Z. // Resour.-Effic. Technol. 2017. V. 3. P. 187.
Chai K.-B., Kwon D.-H. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2019. V. 227. P. 136.
Dzierżęga K., Zawadzki W., Sobczuk F. et al. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2019. V. 237. № 106635.
Sun J.-H., Sun S.-R., Zhang L.-H., Wang H.-X. // Plasma Chem. Plasma Process. 2020. V. 40. P. 1383.
Козлов П.В., Забелинский И.Е., Быкова Н.Г., Герасимов Г.Я., Левашов В.Ю. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 12. С. 23.
Забелинский И.Е., Козлов П.В., Акимов Ю.В. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 11. С. 22.
Козлов П.В., Забелинский И.Е., Быкова Н.Г. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 8. С. 26.
Bird G.A. Molecular Gas Dynamics and the Direct Simulation of Gas Flows. Oxford: Clarendon Press, 1994.
Mewes D., Mayinger F. // Rarefied Gas Dynamics. Heat and Mass Transfer. Berlin: Springer, 2005. P. 275.
Кусов А.Л. // Мат. моделирование. 2015. Т. 27. № 12. С. 33.
Titarev V.A., Frolova A.A., Rykov V.A. et al. // J. Comput. Appl. Math. 2020. V. 364. № 112354.
Beyer J., Pfeiffer M., Fasoulas S. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2022. V. 280. № 108083.
Кусов А.Л., Левашов В.Ю., Герасимов Г.Я. др. // Физ.-хим. кинетика в газ. динамике. 2020. Т. 21. № 2. С. 1.
Zatsarinny O., Bartschat K. // J. Phys. B. 2004. V. 37. № 23. P. 4693.
Zatsarinny O., Wang Y., Bartschat K. // Phys. Rev. A. 2014. V. 89. 022706.
Hoshino M., Murai H., Kato H. et al. // Chem. Phys. Lett. 2013. V. 585. P. 33.
Filipović D.M., Marinković B.P., Pejčev V., Vušković L. // J. Phys. B. 2000. V. 33. № 11. P. 2081.
Бай Ши-и. Динамика излучающего газа. М.: Мир, 1968.
Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Физматлит, 2008.
Jung Y.-D., Kim C.-G. // J. Plasma Phys. 2002. V. 67. P. 191.
Левашов В.Ю., Козлов П.В., Быкова Н.Г., Забелинский И.Е. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 1. С. 16.
Collen P.L., Doherty L.J., McGilvray M. // Intern. Conf. FAR-2019. 2019. № 1053360.
Bristow M.P.F. // UTIAS. Tech. Rep. № 158. 1971.