Влияние колебательной неравновесности сверхзвуковых струй СО2 на их газодинамическую структуру
И.С. Цырюльников, С.Г. Миронов, Т.В. Поплавская
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
tsivan@itam.nsc.ru
Ключевые слова: сверхзвуковые неизобарические струи, волновая структура, влияние колебательной релаксации
Страницы: 687-699
Аннотация
Численно и экспериментально исследуется неизобарическая сверхзвуковая струя колебательно возбужденного углекислого газа, истекающая из конвергентных осесимметричных сопел в широком диапазоне их диаметра (от 0,03 мм до 114 мм). Численное моделирование осуществлялось в рамках двухтемпературного подхода с использованием релаксационного уравнения Ландау - Теллера для каждой колебательной моды молекул углекислого газа. Оно показало влияние колебательной неравновесности молекул на газодинамическую структуру струй в диапазоне температур 300 - 900 K, и это влияние подтвердилось экспериментально. Колебательное возбуждение молекул в эксперименте осуществлялось путем нагрева газа. Эффект колебательной неравновесности выражается в уменьшении амплитуд статического давления в ячейках волновой структуры, а также в уменьшении продольного размера и количества ячеек волновой структуры по сравнению с равновесным сверхзвуковым течением. Показано, что максимальный эффект неравновесности проявляется в струях, истекающих из сопла диаметром ≅ 3 мм.
|
