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://journals.eco-vector.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

Доступ платный или 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.