Научная визуализация

Scientific Visualization

Электронный журнал открытого доступа

Национальный Исследовательский Ядерный Университет "МИФИ"

      ISSN 2079-3537      

 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

Научная визуализация, 2022, том 14, номер 4, страницы 52 - 61, DOI: 10.26583/sv.14.4.05

Визуализация нагретой разрядом области в канале на основе тепловизионной регистрации

Авторы: И.А. Знаменская1, Е.А.  Карнозова2, Т.А.  Кули-Заде 3

МГУ им. М.В. Ломоносова, физический факультет

1 ORCID: 0000-0001-6362-9496, znamen@phys.msu.ru

2 ORCID: 0000-0001-9611-443X, karnozova.ea16@physics.msu.ru

3 ORCID: 0000-0003-0249-6292, tahir@physics.msu.ru

 

Аннотация

В работе представлены результаты панорамной визуализации нестационарных тепловых полей, полученные на стенде УТРО-3 (Ударная Труба-Разряд-Оптика) физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова на основе инфракрасной термографии. Основной целью работы являлось исследование нагрева и остывания участков профилированного прямоугольного канала при воздействии импульсных поверхностных сильноточных разрядов, скользящих по поверхности диэлектрика с учетом особенностей сверхзвукового течения в канале с препятствием. Исследовался импульсный поверхностный разряд, инициированный в канале 24х48 мм2 в изначально покоящемся газе и в высокоскоростном потоке. При инициировании в потоке (время задержки после прохода ударной волны – до 0,4 мс) плазма разряда локализуется преимущественно в подветренной области за обратным уступом (прямоугольной вставкой). Разряд создает импульсный (субмикросекундный) энерговклад протяженностью 30 мм в зоне своей локализации. В результате, происходит кратковременный нагрев участка прилегающей к ней стенки канала. С помощью термографической съёмки через кварцевые окна камеры, прозрачные для ИК излучения, зафиксировано, что плазма импульсного разряда заметно нагревает поверхность плоской стенки канала. По полученным данным панорамной визуализации с экспозицией от 200 мкс была исследована эволюция остывания стенок канала как в неподвижном воздухе, так и при различных скоростях набегающего потока – в подветренной области за диэлектрической вставкой.

 

Ключевые слова: инфракрасная термография, панорамная визуализация, эволюция тепловых полей, высокоскоростная съемка, наносекундный разряд, высокоскоростные течения, ударные волны.