用激波管研究高温气体辐射

研究高温气体辐射的意义近20年来,由于空气动力学和爆炸波研究而发展起来的激波管,已成为具有广泛用途的实验工具,尤其在研究高温气体中的化学物理过程方面,更显示出它的独特优点.在激波管内,低压气体受激波加热而获得瞬时的高温.在其内部强烈地发生着各种原子和分子的过程.所有这些过程都可能伴随着光辐射现象.因此,研究高温气体的辐射,是探索高温气 ...     

激波管

在流体力学的实验研究工具中,没有任何一种设备,在应用范围的广度上,能与激波管(及其改型)相匹敌。第二次世界大战以来约三十年中,激波管获得了极大的发展,在激波动力学与气体的非定常运动,高超声速气体动力学与热交换,高温气体物理学,化学反应动力学,以及等离子体和电磁流体动力学等学科领域内,都用它来进行广泛的基本理论的实验研究。激波管最大的优点是能把被研究的气体准确加热到预期的速度、压力和焓值。速度可达几万米/秒;压力上万个大气压;温度高达几万度。它的缺点是试验时间短暂,一般约为毫秒量级。因此对测量技术的要求较高。经过达二、三十年的努力,激波管的测量技术,比它     

激波管研究高温气体的非平衡辐射特性

一、引言 在现代工程技术、激波结构的计算、实验室的激波物理现象研究和非平衡辐射诊断中,高温气体非平衡辐射性质的研究,在理论和实际中都有重要意义。早在五十年代,有的学者就观察过高温气体的非平衡辐射;六十年代初,国外许多学者对此感兴趣,但其定量测量还是在Lin设计出直径为24英寸的低密度激波管后做出的。关于非平衡辐     

二维高超声速钝体激波层紫外辐射的实验观察

利用光学多道分析仪，在JF-10氢氧爆轰驱动高焓激波风洞上测量了二维钝体驻点的发射光谱．实验结果表明，在200-280nm的波长范围内，辐射主要来自N0的γ系，同时还分辨出了0H的A-X跃迁、N2^ 的B-X跃迁和烧蚀金属的原子线辐射．     

标定激波管的激波前沿构造和毫微秒传感器

标定激波管所以能用来标定传感器的各种动态性能,是由于它能提供一个远比一般传感器上升时间快得多的陡峭的阶跃压力函数.但是随着科学技术的不断进步,传感器的响应速度愈做愈快,必然会提出这样一个问题,用标定激波管标定传感器,允许标定的上限频率是多少?     

激波加热空气红外辐射的测量

在ψ800mm低密度激波管的反射激波后,对高温平衡空气1μ附近分子带系辐射再一次进行了测量。激波管内初始压力取为0.1—lmmHg,测量的温度范围为6000—7500°K,相应的标准密度范围ρ/ρ_0≈0.016—0.1。 λ=1.04μ,测量的空气辐射比N_2(1 )频带贡献的辐射值约高2—5倍,超过量随P_1的增加而升高。过量辐射用NO分子密度归一化后对1/T作图,得到一条直线;而对N_2归一化后的作图,得到与前者平行、随P_1降低而从上向下平移的一组直线,这是联系空气辐射与氮分子的一种特有的新规律。它说明,除了激波管内初始密度维持不变之外,激波加热空气的近红外辐射与N_2分子之间,并不存在似它与NO及纯氮辐射对N_2分子那样的相关关系;揭露出过去激波管关于空气近红外辐射测量中出现的与NO假设和否定氮为主要辐射源的观点相矛盾的实验现象——所测强度数据似可用N_2(1 )来说明,是因密度范围较窄而造成的一种假象。因而,测量为论证空气在近红外的主要辐射源为NO而不是N_2提供了新的实验依据,并使以往激波管测量中的矛盾统一起来了。     

一维水激波管计算

本文用特征线方法计算了一维水激波管问题.分别对自由端边界和定压端边界作了数值计算.在自由端边值问题中探讨了水的断裂飞散现象.在定压端边值问题中探讨了水中空化现象的形成、发展和消失,并研究了类似于平板受爆炸加载后的二次加速现象.     

激波管与冲击波防护

冲击波防护的重要性与问题核武器的防护问题,在各个领域内展开了广泛的研究.众所周知,核武器有四种杀伤因素:光辐射、冲击波,早期核辐射、放射性沾染.实际上,人们还发现,电磁脉冲的破坏也是不能忽视的.这些破坏杀伤因素中,冲击波的破坏杀伤威力最大.在核武器防护研究中,冲击波的防护研究占 ...     

化学爆轰激波管的设计

本文对化学爆轰激波管的设计思想作了介绍。这对有关装置的设计研制具有一定的参考价值,通过本装置研究了燃化气体的化学爆轰过程的某些性质及其胞格结构。实验结果表明,这一设计是成功的。     

有关激波管的往事*

正今天在这里讲点有关激波管的往事,讲这些事主要是想让参会的年轻同志多知道一些事情。时代变了,没必要完全照搬以前的做法,但是知道这些事,对扩大思路可能有些帮助。讲三部分内容,一是P. Vieille发明了激波管;二是郭永怀引入激波管并使其落地生根;三是激波管的兄弟——爆轰波管。1 P. Vieille发明了激波管1899年,Vieille发表论文《论压缩空气突然释放产生的间断》。从此出现了激波管,P. Vieille被公认     

激波管风洞中模型自由飞测力技术

本文叙述了本实验室所采用的激波管风洞中模型自由飞高速照相来获得静气动力系数的原理、方法及有关的实验技术,并着重对数据的精度作了讨论。作为例子,文章还列出了标定球和θ_0=10°园锥的实验结果。实践表明。自由飞测力技术是一种简便易行的方案,特别是所介绍的压力中心位置测定方法可有较高的精度。      

电磁激波管中电流面的Rayleigh-Taylor不稳定性

1.激波管中的流动 我们现在考虑如图1所示的电磁激波管。放电之后,有一个强激波向右传播,后面是一个电流层,它分开了等离子体与磁场。1959年,Wright和Black曾详细地研究了在放电初期电磁激波管中的流动。在假定电流i与时间t成正比之后,他们求出了一个相似解。这时电流层以等加速度a向右方运动,可以预料,这将会发生Rayleigh-Taylor不稳定性,由于加速度a大,不稳定性增长率ω也很大。 我们令电流面以等加速度a向右运动(见图2)。电流面的坐标x_0(t)与速度v_0(t)分     

激波管与激波风洞的研制——俞鸿儒院士访谈录

激波管是实验室内产生激波的设备,大型激波风洞在空气动力学方面有广泛的应用. 俞鸿儒院士是我国最早研究激波管和激波风洞的科学家之一,参与并主持了激波管与激波风洞的研制. 本文通过访谈整理了激波管自动破膜,激波风洞氢氧燃烧和爆轰驱动技术的相关研究过程,并介绍了激波风洞研制过程中相关测试仪器的设计和改造情况.     

光谱强度法测量激波管反射激波后的流场特性

在激波管中,经反射激波再次压缩的⑤区气体,可以达到比入射激波后的②区更高的温度和压力。而且,气体相对于实验室坐标是静止的,很适合于对那些没有气动要求的高温气体物理化学性质进行测量。因此,除②区外,这是又一个可供实验的高温高压气体平衡区。     

用激波管研究超音速气固两相流

在激波管里进行了可压缩性气固两相流的实验研究。测量了激波通过颗粒群时的压力的衰减过程。用纹影仪拍摄了激波与颗粒群相互干涉的照片。试验了颗粒群的不同构造对压力衰减的影响。指出了激波反射、聚焦等非线性气动因素是可压缩性气固两相流的关键问题。     

充满流体的膨胀管中的激波

引言不可压缩流体流过膨胀管,在某种程度上,与气体流过刚性管相似。在这两种系统中都可能建立波,只是前者是由于管子的膨胀所致,而后者则是由于气体的压缩所致。膨胀管的波的传播过程主要发生在生物系统中,例如,大动脉、大静脉或泌尿管中,      

微波条纹干涉仪用于激波管中电离现象的研究

本文介绍了8mm和3mm微波条纹干涉仪的结构和工作原理。微波条纹干涉仪具有高的测量灵敏度和精度(比普通透射仪和反射仪高一、两个量级),又有好的抗干扰能力,因此它是测量等离子体中电子密度的一种可靠手段。在P_1=1×10~(-2)—1mmHg Ma_s=9—22.5范围内的空气中,本文条纹干涉仪的测量结果与作者以前用其它手段测量的结果是一致的。根据这一宽阔范围内各种手段测量的结果,我们得到了在同一Ma_s下,n_e∝P_1的近似关系。这一规律与理论计算的结果也是符合的。本文将条纹干涉仪与透射仪联合使用,测定了在某些温度下慢电子与中性粒子的平均碰撞截面。     

激波管中实验模拟爆炸波对水汽作用的研究

利用激波管中波系间的相互干扰，实验模拟了爆炸波对水汽的作用，并通过光学测试方法，对水汽同质核化、凝结非定常瞬态变化过程进行了测定．结果表明：在爆炸波强度较弱时，水汽不发生凝结；而在一定强度爆炸波后的非定常流场中，水汽会发生同质核化、凝结．这说明较强爆炸波后的绝热冷却过程可以使水汽发生相变     

一个改进的电磁波传输激波管实验

在中国科学院力学研究所$\varPhi $ 800 mm高温低密度激波管上进行电磁波在等离子体中传输机理研究时,低密度和强激波条件下,由于气体解离和电离等非平衡过程,使得激波后2区宽度显著减小;同时由于边界层效应造成激波衰减和接触面加速,使得激波后2区长度进一步减小.这两个效应导致激波管2区实验观测 时间减小,2区气体处于非平衡状态,增加了观察数据的不稳定性和数据分析的难度.本文提出在$\varPhi 800 $ mm高温低密度激波 管中采用氩气(Ar)和空气(Air)混合气替代纯空气作为激波管实验介质气体.利用Ar不解离和难电离的特性,减小激波前后压缩比,从而 增加激波后2区实验时间和气体长度. 采用Langmuir 静电探针和微波透射诊断技术测量激波后电子密度,同时利用探针测量激波后2区实验时间.结果显示,在Ar+Air混合气实验中,激波波后电子密度可达与纯Air同样的10$^{13}$cm$^{ - 3}$量级.在与纯Air相同的电子密度和碰撞频率条件下,采用95%Ar+5%Air和90%Ar+10%Air两种混合气,激波后2区实验时间和气体长度约为纯Air条件下的5$\sim $10倍,其中2区实验时间为300$\sim $800 $\mu$s,2区气体长度1$\sim $1.5 m.在$\varPhi $800 mm激波管中采用Ar+Air介质气体进行电磁波传输实验,获得了比在纯Air介质中与理论预测更一致的结果.      

激波管聚酯膜片变形过程分析

使用聚酯薄膜作为激波管膜片,通过施加不同压力的激波管实验,获得了膜片厚度及多张膜片的组合方式对膜片所能承受最大压力的影响。利用高速相机对激波管膜片从开始变形到破坏的全过程进行拍摄,使用三维DIC软件获得膜片在变形过程中的位移场。实验发现了膜片会出现圆弧反翘并快速破坏的特别现象,并以此为特征将变形过程分为2个阶段。给出任意厚度膜片第1阶段圆弧变形的数学规律及第2阶段圆弧反翘的形状特征,以及全过程中膜片厚度变化的数学规律。