Образование атомарного кислорода в продольно-поперечном разряде

Битюрин В. А.; Добровольская А. С.; Бочаров А. Н.; Фирсов А. А.

doi:10.31857/S0367292123600267

Образование атомарного кислорода в продольно-поперечном разряде

Authors: Битюрин В.¹^,2, Добровольская А.¹, Бочаров А.¹, Фирсов А.¹
Affiliations:
1. Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)
2. Национальный исследовательский университет “Московский энергетический институт”
Issue: Vol 49, No 5 (2023)
Pages: 438-446
Section: НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА
URL: https://journals.rcsi.science/0367-2921/article/view/139598
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292123600267
EDN: https://elibrary.ru/VFTBKJ
ID: 139598

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Представлены результаты численного моделирования разряда постоянного тока в высокоскоростном воздушном потоке с использованием газодинамического кода Plasmaero. Моделирование плазмы разряда было выполнено с использованием одножидкостного МГД-приближения и детальной схемы плазмохимических реакций. В расчетах была получена динамика разряда постоянного тока (в том числе, возникновение перепробоя), которая качественно соответствует экспериментальным данным. Была получена и проанализирована концентрация атомарного кислорода в разных частях разряда. В нульмерном расчете получена оценка влияния наработанного атомарного кислорода на горение этилен-воздушной смеси. Было показано, что наработка атомарного кислорода в разряде постоянного тока может значительно уменьшить время индукции, что важно для стимулирования горения в высокоскоростном потоке.

Keywords

разряд постоянного тока в воздушном потоке, нетермическая ионизация, перепробой разряда, стимулированное плазмой горение

References

Poggie J., McLaughlin T., Leonov S. // Aerospace-Lab Journal. 2015. № 10. P. AL10-01. https://doi.org/10.12762/2015.AL10-01
Alferov V.I., Bushmin A.S. // Sov. Phys. JETP. 1963. V. 17. № 6. P. 1190.
Alferov V.I., Bushmin A.S., Kalachev B.V. // Sov. Phys. JETP. 1967. V. 24. № 5. P. 859.
Ershov A.P., Surkont O.S., Timofeev I.B., Shibkov V.M., Chernikov V.A. // High Temperature. 2004. V. 42. № 5. P. 667. https://doi.org/10.1023/B:HITE.0000046519.53287.47
Ershov A.P., Kalinin A.V., Surkont O.S., Timofeev I.B., Shibkov V.M., Chernikov V.A. // High Temperature. 2004. V. 42. № 6. P. 865. https://doi.org/10.1007/S10740-005-0029-0
Bychkov V.L., Grachev L.P., Esakov I.I., Ravaev A.A., Khodataev K.V. // Technical Physics 2004 49:7. 2004. V. 49. № 7. P. 833. https://doi.org/10.1134/1.1778855
Leonov S.B., Yarantsev D.A. // Fluid Dynamics. 2008. V. 43. № 6. P. 945. https://doi.org/10.1134/S001546280806015X
Шибков В.М., Шибкова Л. В., Логунов А.А. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 3. С. 314. Shibkov V.M., Shibkova L.V., Logunov A.A. // Plasma Physics Reports. 2017. V. 43. № 3. P. 373. https://doi.org/10.1134/S1063780X17030114
Шибков В.М., Шибкова Л.В., Логунов А.А. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. № 8. С. 661. = Shibkov V.M., Shibkova L.V., Logunov A.A. // Plasma Physics Reports. 2018. V. 44. № 8. P. 754. https://doi.org/10.1134/S1063780X18080056
Leonov S.B., Savelkin K.V., Firsov A.A., Yarantsev D.A. // High Temperature. 2010. V. 48. № 6. P. 896–902. https://doi.org/10.1134/S0018151X10060179
Firsov A., Savelkin K.V., Yarantsev D.A., Leonov S.B. // Philos. Trans. R. Soc. A. 2015. V. 373. № 2048. https://doi.org/10.1098/rsta.2014.0337
Firsov A.A., Kolosov N.S. // J Phys Conf Ser. 2021. V. 2100. № 1. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2100/1/012017
Leonov S.B., Elliott S., Carter C., Houpt A., Lax P., Ombrello T. // Exp Therm Fluid Sci. 2021. V. 124. P. 110355. https://doi.org/10.1016/J.EXPTHERMFLUSCI.2021.110355
Efimov A.V., Firsov A.A., Kolosov N.S., Leonov S.B. // Plasma Sources Sci Technol. 2020. V. 29. № 7. https://doi.org/10.1088/1361-6595/AB9C94
Firsov A.A., Efimov A.V., Kolosov N.S., Moralev I.A., Leonov S.B. // J Phys Conf Ser. 2021. V. 2100. № 1. P. 012007. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2100/1/012007
Watanabe Y., Elliott S., Firsov A., Houpt A., Leonov S. // J. Phys. D Appl. Phys. 2019. V. 52. № 44. P. 444003. https://doi.org/10.1088/1361-6463/AB352F
Andrews P., Lax P., Leonov S. // Energies (Basel). 2022. V. 15. № 19. P. 7104. https://doi.org/10.3390/EN15197104
Ershov A.P., Kamenshchikov S.A., Kolesnikov E.B., Logunov A.A., Firsov A.A., Chernikov V.A. // Fluid Dynamics. 2008. V. 43. № 4. P. 605. https://doi.org/10.1134/S0015462808040133
Dvinin S.A., Ershov A.P., Timofeev I.B., Chernikov V.A., Shibkov V.M. // High Temperature. 2004. V. 42. № 2. P. 171. https://doi.org/10.1023/B:HITE.0000026147.82949.36
Moralev I., Kazanskii P., Bityurin V., Bocharov A., Fir-sov A., Dolgov E., Leonov S. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2020. V. 53. № 42. P. 425203. https://doi.org/10.1088/1361-6463/AB9D5A
Rakhimov R.G., Moralev I.A., Firsov A.A., Bityurin V.A., Bocharov A.N. // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. V. 1147. № 1. P. 012128. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1147/1/012128
Bityurin V.A., Bocharov A.N., Dobrovolskaya A.S., Kuz-netsova T.N., Popov N.A., Filimonova E.A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2100. P. 012032. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2100/1/012032
Tarasov D.A., Firsov A.A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2100. № 1. P. 012015. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2100/1/012015
Gray M.D., Sirohi J., Raja L.L. // AIAA Aerospace Sciences Meeting. 2018. P. 2018-0935. https://doi.org/10.2514/6.2018-0935
Bourlet A., Labaune J., Tholin F., Pechereau F., Vincent-Randonnier A., Laux C.O. // AIAA Science and T-echnology Forum and Exposition, AIAA SciTech Forum 2022. 2022. P. 2022-0831. https://doi.org/10.2514/6.2022-0831
Kosarev I.N., Aleksandrov N.L., Kindysheva S.V., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Y. // J. Phys. D: A-ppl. Phys. 2008. V. 41. № 3. https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/3/032002
Kosarev I.N., Aleksandrov N.L., Kindysheva S.V., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Y. // Combust Flame. 2009. V. 156. № 1. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2008.07.013
Filimonova E.A., Bityurin V.A. // XXXI ICPIG. 2013.
Kosarev I.N., Kindysheva S.V., Momot R.M., Plasti-nin E.A., Aleksandrov N.L., Starikovskiy A.Y. // Combust Flame. 2016. V. 165. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2015.12.011
Bocharov A.N., Bityurin V.A. LAP Lambert Academic Publishing, 2017. 228 p.
Bityurin V.A., Bocharov A.N., Popov N.A. // Fluid Dynamics 2008 43:4. 2008. V. 43. № 4. P. 642. https://doi.org/10.1134/S0015462808040170
Bityurin V.A., Bocharov A.N. // Fluid Dynamics 2006 41:5. 2006. V. 41. № 5. P. 843. https://doi.org/10.1007/S10697-006-0100-5
Firsov A., Bityurin V., Tarasov D., Dobrovolskaya A., Troshkin R., Bocharov A. // Energies (Basel). 2022. V. 15. № 19. P. 7015. https://doi.org/10.3390/en15197015
Bityurin V.A., Bocharov A.N. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51. № 26. P. 264001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/AAC566
Park C. // J Thermophys Heat Trans. 1993. V. 7. № 3. https://doi.org/10.2514/3.431
Bityurin V.A., Bocharov A.N., Popov N.A. // 46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. 2008. https://doi.org/10.2514/6.2008-1385.
Benilov M.S., Naidis G.V. // J Phys D Appl Phys. 2003. V. 36. № 15. P. 1834. https://doi.org/10.1088/0022-3727/36/15/314
Leonov S.B., Yarantsev D.A., Napartovich A.P., Kochetov I.V. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2006. V. 34. № 6. P. 2514–2525. https://doi.org/10.1109/TPS.2006.886089
Ju Y., Sun W. // Prog Energy Combust Sci. 2015. V. 48. P. 21–83. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2014.12.002
Filimonova E.A., Dobrovolskaya A.S. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2023. V. 12 (in press).
Filimonova E.A. // J. Phys. D Appl. Phys. 2015. V. 48. № 1. https://doi.org/10.1088/0022-3727/48/1/015201