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亚大气压六相交流电弧放电等离子体射流特性数值模拟

郭恒 张晓宁 聂秋月 李和平 曾实 李志辉

亚大气压六相交流电弧放电等离子体射流特性数值模拟

郭恒, 张晓宁, 聂秋月, 李和平, 曾实, 李志辉
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  • 以临近空间高超声速飞行器和航天器再入大气环境飞行过程中其表面产生的高密度非平衡态等离子体为研究对象,基于本研究组所建立的多相交流电弧放电等离子体实验平台(MPX-2015),开展了非平衡态氩等离子体射流特性的二维数值模拟研究.在亚音速条件下二维、非平衡数值模拟所得到的计算结果与实验测量结果符合良好.超音速条件下的数值模拟结果表明,随着真空腔压强的降低,等离子体射流流速明显增大,覆盖钝体头部的等离子体鞘套的厚度先减小,而后又增加,鞘套的空间均匀性以及等离子体向钝体表面的总传热量均显著降低,而钝体头部的局部电子数密度则增大.数值模拟结果为在MPX-2015上开展超音速条件下的实验研究提供了理论指导.
      通信作者: 李和平, liheping@tsinghua.edu.cn
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2014CB744100)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-29
  • 修回日期:  2018-01-04
  • 刊出日期:  2018-03-05

亚大气压六相交流电弧放电等离子体射流特性数值模拟

  • 1. 清华大学工程物理系, 北京 100084;
  • 2. 哈尔滨工业大学空间基础科学研究中心, 哈尔滨 150001;
  • 3. 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院, 哈尔滨 150001;
  • 4. 中国空气动力研究与发展中心超高速所, 绵阳 621000;
  • 5. 国家计算流体力学实验室, 北京 100191
  • 通信作者: 李和平, liheping@tsinghua.edu.cn
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2014CB744100)资助的课题.

摘要: 以临近空间高超声速飞行器和航天器再入大气环境飞行过程中其表面产生的高密度非平衡态等离子体为研究对象,基于本研究组所建立的多相交流电弧放电等离子体实验平台(MPX-2015),开展了非平衡态氩等离子体射流特性的二维数值模拟研究.在亚音速条件下二维、非平衡数值模拟所得到的计算结果与实验测量结果符合良好.超音速条件下的数值模拟结果表明,随着真空腔压强的降低,等离子体射流流速明显增大,覆盖钝体头部的等离子体鞘套的厚度先减小,而后又增加,鞘套的空间均匀性以及等离子体向钝体表面的总传热量均显著降低,而钝体头部的局部电子数密度则增大.数值模拟结果为在MPX-2015上开展超音速条件下的实验研究提供了理论指导.

English Abstract

参考文献 (38)

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