Fluid DynamicsFluid DynamicsИзвестия Российской академии наук. Механика жидкости и газа1024-70843034-5340The Russian Academy of Sciences67257110.31857/S0568528122600308AFAUGHArticlesСтатьиUnknownFormation of Shock-Wave Flow during Nanosecond Discharge Localization in Unsteady Flow in a Channel with ObstaclesФОРМИРОВАНИЕ УДАРНО-ВОЛНОВОГО ТЕЧЕНИЯ ПРИ ЛОКАЛИЗАЦИИ НАНОСЕКУНДНЫХ РАЗРЯДОВ В НЕСТАЦИОНАРНОМ ПОТОКЕ В КАНАЛЕ С ПРЕПЯТСТВИЕМDolbnyaD. I.ДолбняД. И.tatarenkova.darya@yandex.ruZnamenskayaI. A.ЗнаменскаяИ. А.tatarenkova.darya@yandex.ruLutskyA. E.ЛуцкийА. Е.tatarenkova.darya@yandex.ruSysoevN. N.СысоевН. Н.tatarenkova.darya@yandex.ruPhysics Department of Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Физический факультетKeldysh Applied Mathematics Institute of the Russian Academy of SciencesИнститут прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН01012023114415027022025Copyright ©; 2023, Д.И. Долбня, И.А. Знаменская, А.Е. Луцкий, Н.Н. СысоевCopyright ©; 2023, Д.И. Долбня, И.А. Знаменская, А.Е. Луцкий, Н.Н. Сысоев2023Д.И. Долбня, И.А. Знаменская, А.Е. Луцкий, Н.Н. СысоевД.И. Долбня, И.А. Знаменская, А.Е. Луцкий, Н.Н. Сысоевhttps://journals.eco-vector.com/1024-7084/article/view/672571

The results of studies of the effect of volume and surface pulse discharges on high-speed gas flow in a rectangular shock-tube channel with a change in the profile (obstacle on the lower wall) are given. A single nanosecond surface discharge or a discharge with preionization induced by the plasma electrodes (combined discharge) was initiated in flow downstream of the shock wave with the Mach numbers Ms = 3.2–3.4. The obstacle determines the distribution of the parameters of flow past the obstacle and the pulse discharge plasma redistribution. The density fields of gas dynamic flow under the experimental conditions are obtained and compared with the discharge plasma distribution. It is shown that the shock-wave effect of the discharge on flow behind the obstacle continued from 25 to 70 μs.

Представлены результаты исследований по воздействию импульсного объемного и поверхностного разрядов на высокоскоростное течение газа в прямоугольном канале ударной трубы с изменением профиля (препятствием на нижней стенке). Однократный наносекундный поверхностный разряд и разряд с предыонизацией от плазменных электродов (комбинированный разряд) инициировался в потоке за ударной волной с числами Маха Мs 3.2–3.4. Препятствие определяет распределение параметров обтекающего его потока и перераспределение плазмы импульсного разряда. Численным моделированием получены поля плотности газодинамического потока в условиях эксперимента и проведено сравнение с распределением плазмы разряда. Показано, что ударно-волновое воздействие разряда на поток за препятствием продолжалось от 25 до 70 мкс.

shock wavedischarge self-localizationplasma electrodesseparation flowvolume dischargesurface dischargerapid heating effectударная волнасамолокализация разрядаплазменные электродыотрывное течениеобъемный разрядповерхностный разрядэффект быстрого нагреваСтариковский А.Ю., Александров Н.Л. Управление газодинамическими потоками с помощью сверхбыстрого локального нагрева в сильнонеравновесной импульсной плазме // Физика плазмы. 2021. Т. 47. № 2. С. 126–192. https://doi.org/10.31857/S0367292121020062Wang J.-J., Choi K.-S., Feng L.-H., Jukes T.N., Whalley R.D. Recent developments in DBD plasma flow control // Progress in Aerospace Sciences. 2013. V. 62. P. 52–78. https://doi.org/10.1016/J.PAEROSCI.2013.05.003Kotsonis M. Diagnostics for characterisation of plasma actuators // Meas. Sci. Technol. 2015. V. 26. № 9. P. 092001. https://doi.org/10.1088/0957-0233/26/9/092001Суржиков С.Т. Гиперзвуковое обтекание острой пластины и двойного клина с электромагнитным актюатором // Изв. РАН. МЖГ. 2020. Т. 6. С. 106–120. https://doi.org/10.31857/S0568528120060110Bayoda K.D., Benard N., Moreau E. Nanosecond pulsed sliding dielectric barrier discharge plasma actuator for airflow control: Electrical, optical, and mechanical characteristics // Journal of Applied Physics. 2015. V. 118. № 6. P. 063301. https://doi.org/10.1063/1.4927844Leonov S.B., Kochetov I.V., Napartovich A.P., Sabel V.A., Yarantsev D.A. Plasmainduced ethylene ignition and flameholding in confined supersonic air flow at low temperatures // IEEE Trans Plasma Sci. 2011. V. 39. № 2. P. 781–787. https://doi.org/10.1109/TPS.2010.2091512Feng R., Li J., Wu Y., Zhu J., Song X., Li X. Experimental investigation on gliding arc discharge plasma ignition and flame stabilization in scramjet combustor // Aerospace Science and Technology. 2018. V. 79. P. 145–153. https://doi.org/10.1016/J.AST.2018.05.036Znamenskaya I.A., Dolbnya D.I., Ivanov I.E., Kuli-zade T.A., Sysoev N.N. Pulse volume discharge behind shock wave in channel flow with obstacle // Acta Astronautica. 2022. V. 195. P. 493–501. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.03.031Знаменская И.А. Методы панорамной визуализации и цифрового анализа теплофизических полей. Обзор // Научная визуализация. 2021. Т. 13. № 3. С. 125–158. https://doi.org/10.26583/sv.13.3.13Znamenskaya I.A., Koroteeva E.Y., Timokhin M.Y. Kuli-zade T.A., Tatarenkova D.I. Experimental investigation of the flow dynamics and boundary layer in a shock tube with discharge section based on digital panoramic methods // AIP Conference Proceedings. 2018. V. 2027. P. 030161.Borisov V.E., Chetverushkin B.N., Davydov A.A., Khankhasaeva Ya.V., Lutskii A.E. Heat flux in supersonic flow past ballistic model at various angles of attack and wall temperatures // Acta Astronautica. 2021. V. 183. P. 52–58.Cheeda V.K., Kumar A., Ramamurthi K. Influence of shear layers on the structure of shocks formed by rectangular and parabolic blockages placed in a subsonic flow-field, // Shock Waves. 2013. V.24. № 2. P. 157–169. https://doi.org/10.1007/s00193-013-0476-1Bedarev I.A., Goldfeld M.A., Zakharova Yu.V., Fedorova N.N. Investigation of temperature fields in supersonic flow behind a backward-facing step // Thermophysics and Aeromechanics. 2009. V. 16. № 3. P. 355–366. https://doi.org/10.1134/S0869864309030044