Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Исследование поступательной неравновесности в области ударной волны

Н.В. Шуть, А.Ю. Сазонов

Московский физико-технический институт

Известно, что плоскую ударную волну (УВ) в газе можно разделить на несколько характерных областей: самая первая – область, в которой происходит трансформация функции распределения молекул по скоростям - так называемая зона поступательной неравновесности. Затем следуют зоны возбуждения вращательных, колебательных степеней свободы, диссоциации, химических реакций и ионизации. В конце устанавливается термодинамическое равновесие. В данной работе основное внимание уделено первой области, поскольку именно в зоне поступательной неравновесности происходит зарождение всех последующих процессов, и именно она оказывает на них наиболее значительное влияние. Возникающие в зоне поступательной неравновесности высокоэнергетические лёгкие частицы могут сильно изменить последующие процессы в области УВ. Существующие в настоящее время экспериментальные методы исследования неравновесных эффектов во фронте ударной волны (УВ) основаны в основном на определении спектра и измерении интенсивности излучения возбужденных молекул газа и не дают информации о процессах, предшествовавших возникновению излучающих состояний. В то же время, с помощью численного моделирования возможно непосредственно получить неравновесную функцию распределения (ФР) молекул по скоростям и проследить её эволюцию.

Целью данной работы является исследование на примере численной модели идеального газа механизмов возникновения поступательной неравновесности во фронте УВ, а также влияния примеси тяжелых атомов (например, присадки атомов K и Cs в МГД устройствах) на картину функции распределения.

  В результате проведённых численных исследований были сделаны следующие выводы:

В ударной волне (М~10) смеси легкого и тяжелого газов выявлена динамика и специфика рождения высокоэнергетических частиц, энергии которых в 10 и более раз превышают значения, характерные для равновесной поступательной температуры. Обнаружено, что при увеличении концентрации  тяжелых частиц растёт число высокоэнергетических лёгких частиц в области, где скорость при столкновении превышает скорость потока в 3-4 раза. При дальнейшем увеличении числа тяжёлых частиц появляются частицы, скорости которых в 4-5 больше значений, имеющих место при равновесной поступательной температуре. При увеличении массы тяжёлых частиц наблюдался малый рост числа быстрых, неравновесных частиц, и небольшой начальный прирост в максимальной скорости, которая затем выходит на полочку. Характерно существование кратковременного пика высокоэнергетических частиц в начальный момент столкновения двух пучков, содержащих смесь легкого и тяжелого газов и дальнейший спад, обусловленный установлением термодинамического равновесия. Существование в ударной волне области с высокоэнергетическими частицами может быть использовано для реализации химических и, возможно, ядерных реакций в газовых потоках с энергиями значительно меньшими, чем это необходимо для их инициирования.
Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика