Спектральная модель для расчета радиационных характеристик ударно-нагретого газа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлена расширенная версия разработанной ранее вычислительной процедуры SPECTRUM, которая позволяет рассчитывать радиационные характеристики ударно-нагретого газа с учетом снижения интенсивности излучения в поглощающей среде. Процедура базируется на полинейном (line-by-line) расчете спектров излучения и поглощения атомов и молекул, входящих в состав исследуемой газовой смеси. При вычислении спектров излучения атомов и молекул значения спектроскопических констант брались из известных баз данных. Проведено сравнение результатов расчета интегральных по времени спектральных характеристик ударно-нагретого воздуха с имеющимися экспериментальными данными, полученными в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. Г. Быкова

Институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: levashovvy@imec.msu.ru
Россия, Москва

А. Л. Кусов

Институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: levashovvy@imec.msu.ru
Россия, Москва

П. В. Козлов

Институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: levashovvy@imec.msu.ru
Россия, Москва

Г. Я. Герасимов

Институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: levashovvy@imec.msu.ru
Россия, Москва

В. Ю. Левашов

Институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: vyl69@mail.ru
Россия, Москва

И. Е. Забелинский

Институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: levashovvy@imec.msu.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Uyanna O, Najafi H. // Acta Astronaut. 2020. V. 176. P. 341.
  2. Zhao Y., Huang H. // Ibid. 2020. V. 169. P. 84.
  3. Суржиков С.Т. // Хим. физика. 2010. Т. 29. № 7. С. 48.
  4. Reyner P. // Prog. Aerospace Sci. 2016. V. 85. P. 1.
  5. Gu S., Olivier H. // Prog. Aerospace Sci. 2020. V. 113. No. 100607.
  6. Забелинский И.Е., Козлов П.В., Акимов Ю.В., Быкова Н.Г., Герасимов Г.Я., Туник Ю.В., Левашов В.Ю. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 11. С. 22.
  7. Герасимов Г.Я., Козлов П.В., Забелинский И.Е., Быкова Н.Г., Левашов В.Ю. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 8. С. 17.
  8. Whiting E., Park C., Liu Y., Arnold J., Paterson J. // NASA Ref. Publ. 1996. № 1389.
  9. Johnston C.O., Hollis B.R., Sutton K. // J. Spacecraft Rockets. 2008. V. 45. № 5. P. 865.
  10. Kumar N., Bansal A. // Acta Astronaut. 2023. V. 205. P. 172.
  11. Johnston C.O., Hollis B.R., Sutton K. // J. Spacecr. Rockets. 2008. V. 45. P. 879.
  12. Lemal A., Jacobs C.M., Perrin M.-Y. et al. // J. Thermophys. Heat Transf. 2016. V. 30. P. 197.
  13. Karpuzcu I.T., Jouffray M.P., Levin D.A. // J. Thermophys. Heat Transf. 2022. V. 36. P. 982.
  14. Du Y.W., Sun S.R., Tan M.J et al. // Acta Astronaut. 2022. V. 193. P. 521.
  15. Dikalyuk A.S., Surzhikov S.T., Kozlov P.V., Shatalov O.P., Romanenko Y.V. AIAA Paper. 2013. № 2013–2505.
  16. Уманский С.Я., Адамсон С.О., Ветчинкин А.С. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 4. C. 31.
  17. Zhu T., Li Z., Levin D.A. // J. Thermophys. Heat Transfer. 2014. V. 28. P. 623.
  18. Gimelshein S.F., Wysong I.J., Fangman A.J. et al. // Ibid. 2022. V. 36. P. 870.
  19. Козлов П.В., Кусов А.Л., Быкова Н.Г., Забелинский И.Е., Левашов В.Ю., Герасимов Г.Я. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 4. С. 57.
  20. Быкова Н.Г., Кузнецова Л.А. // Оптика и спектроскопия. 2008. Т. 105. № 5. С. 732.
  21. Уэйн Р. Основы и применение фотохимии. М.: Мир, 1991.
  22. Nordebo S. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 2021. V. 270. № 107715.
  23. Surzhikov S.T. AIAA Paper. 2002. № 2002–2898.
  24. NIST Atomic Spectra Database, Ver. 5.10. Gaithersburg: NIST, 2021. https://doi.org/10.18434/T4W30F
  25. Arnold J.O., Whiting E.E., Lyle G.C. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 1969. V. 9. P. 775.
  26. Кузнецова Л.А., Кузьменко Н.Е., Кузяков Ю.Я., Пластинин Ю.А. Вероятности оптических переходов двухатомных молекул. М.: Наука, 1980.
  27. Кузнецова Л.А., Суржиков С.Т. // Мат. моделирование. 1998. Т. 36. № 5. С. 21.
  28. Глушко В.П. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочник. Т. 2. М.: Наука, 1979.
  29. Козлов П.В., Забелинский И.Е., Быкова Н.Г., Герасимов Г.Я., Левашов В.Ю. // Изв. РАН. МЖГ. 2022. № 6. С. 85.
  30. Козлов П.В., Забелинский И.Е., Быкова Н.Г., Герасимов Г.Я., Левашов В.Ю. // Изв. РАН. МЖГ. 2023. № 5. С. 22.
  31. Суржиков С.Т. // Физ.-хим. кинетика в газ. динамике. 2022. Т. 23. № 4.
  32. Johnston C.O. AIAA Paper. 2008. № 2008–1245.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Силы осцилляторов системы полос излучения: а – N₂(2+) и б – N⁺₂(1–).

Скачать (125KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сравнение расчетной (1) и экспериментальной (2) спектрограмм мощности излучения воздуха в ультрафиолетовой и видимой областях спектра при VSW = 10 км/с.

Скачать (81KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Вклад различных молекулярных полос в излучение ударно-нагретого воздуха в ультрафиолетовой и видимой областях спектра при VSW = 10 км/с: 1 – NO; 2 – N₂(2+); 3 – N2+(1–); 4 – CN.

Скачать (77KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектр излучения воздуха с высоким спектральным разрешением в диапазоне длин волн λ = 335–360 нм при VSW = 10.0 км/с: 1 – N₂(2+); 2 – N⁺₂ (1–); 3 – CN; 4 – эксперимент в DDST-M.

Скачать (156KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сравнение результатов расчета (1) мощности излучения ударно-нагретого воздуха в видимой и ближней инфракрасной областях спектра с экспериментальными данными (2) при VSW = 10 км/с.

Скачать (101KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Спектр излучения воздуха с высоким спектральным разрешением в диапазоне длин волн λ = 850–875 нм при VSW = 10,0 км/с: 1 – результаты расчета, 2 – экспериментальные данные.

Скачать (79KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024