авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Панорамные оптические методы диагностики в аэрофизическом эксперименте

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ

на правах рукописи

Павлов Александр Алексеевич

ПАНОРАМНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ

В АЭРОФИЗИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ

01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора физико-математических наук

Новосибирск - 2009

Работа выполнена в Институте теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Козлов Виктор Владимирович доктор физико-математических наук, профессор Маркович Дмитрий Маркович доктор физико-математических наук, профессор Ринкевичус Бронюс Симович

Ведущая организация:

Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ)

Защита состоится « 27 » ноября 2009 г. в «10» часов на заседании диссер тационного совета Д 003.035.02 в Институте теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича Сибирского отделения Российской ака демии наук по адресу: 630090, Новосибирск-90, ул. Институтская, 4/1.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреж дения, просьба направлять на имя ученого секретаря диссертационного сове та Д 003.035.02.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института теорети ческой и прикладной механики СО РАН.

Автореферат разослан «_» _2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н. Засыпкин И. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Современный аэрофизический эксперимент предъявляет высокие требова ния к количеству и качеству информации, необходимой для понимания процес сов, реализующихся при обтекании летательных аппаратов, и для верификации теоретических исследований и алгоритмов численных расчетов. Это ведет к не обходимости развития традиционных методов исследования потоков (измере ния с помощью пневмонасадков, термоанемометров, термопар и т. д.) и разра ботки новых методов регистрации, что обусловлено следующими факторами.

Любые методы измерений имеют ограничения по чувствительности, дина мическому диапазону и точности измерений, по пространственному и времен ному разрешению. В связи с этим разработка новых подходов, повышающих метрологические характеристики известных методов, является важной задачей.

Реализация даже отработанных методов зачастую сталкивается с сущест венными трудностями, связанными с конструктивными особенностями уста новки и реализуемыми в потоке диапазонами регистрируемых параметров. Это требует адаптации известных методик к особенностям конкретных установок и разработки новых методов.

Расширение линейки методов позволяет регистрировать одновременно не сколько параметров и проводить регистрацию одного параметра разными спо собами. Это увеличивает достоверность измеряемых значений и служит доста точно надежным подтверждением адекватности методов.

Аэрофизический эксперимент связан с большими затратами, немалую до лю в которых составляет стоимость измерительного оборудования и его обслу живание. Снижение стоимости эксперимента за счет удешевления используе мых методик и повышения качества и количества получаемой за единицу вре мени информации является важной задачей.

Перечисленные факторы относятся практически ко всем методам измере ний. Оптические методы обладают присущими только им достоинствами, что служит дополнительным стимулом их развития. Они позволяют для многих ме тодов проводить бесконтактные измерения и получать информацию в большом поле исследуемого течения. Предоставляют возможность в некоторых случаях получать мгновенную, по сравнению с характерным временем исследуемого процесса, информацию с высоким (до 1 мкм) пространственным разрешением.

В некоторых случаях позволяют получать информацию недоступную при ис пользовании других методов.

Перечисленные факторы подтверждают актуальность проведения иссле дований по развитию оптических методов диагностики газовых потоков.

Цель и основные задачи работы Целью работы являлось развитие оптических методов исследования газо вых потоков, теоретическое и экспериментальное обоснование работоспособ ности новых методов и их реализация на аэрофизических установках, модифи кация известных методов в плане улучшения их метрологических характери стик и повышения возможности применения в аэрофизическом эксперименте.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи.

1. Развитие теневых и интерференционных методов для исследования по токов с малыми градиентами плотности.

2. Расширение возможностей использования двухлучевой интерферомет рии на крупномасштабных установках.

3. Реализация метода лазерного ножа на сверхзвуковых трубах, работаю щих на чистом осушенном воздухе.

4. Развитие панорамных методов регистрации полей скорости.

5. Теоретическое обоснование и отработка оптического метода регистра ции поверхностного трения для различных режимов обтекания.

6. Развитие метода регистрации температуры обтекаемых поверхностей с использованием жидкокристаллических покрытий.

7. Разработка оптических методов регистрации тепловых потоков и полей давления на обтекаемых поверхностях.

Научная новизна 1. Предложен и апробирован теневой метод визуализации потоков с ис пользованием адаптивных визуализирующих транспарантов (АВТ) на основе фототропных материалов, обладающий более высокой чувствительностью по сравнению с традиционным подходом.

2. В целях увеличения чувствительности интерференционных методов раз вит способ обработки интерферограмм, основанный на вычитании интерферен ционных изображений, разнесенных во времени.

2. Дано теоретическое обоснование и впервые в мире для диагностики га зовых потоков реализован метод двухлучевой интерферометрии с формирова нием опорного пучка от отдельного источника света.

3. Впервые реализован метод лазерного ножа на сверхзвуковой аэродина мической трубе, работающей на чистом осушенном воздухе.

4. На базе метода лазерного ножа разработаны схемы панорамных лазер ных доплеровских измерителей скорости. Сформулированы основные требова ния к полевым интерферометрам для реализации подобных схем.

5. Разработан метод измерения поверхностного трения, основанный на ре гистрации динамики растекания масляной пленки, в том числе на искривлен ных произвольно ориентированных поверхностях. Получены соотношения, по зволяющие по интерферометрическим данным рассчитывать поверхностное трение. Метод позволяет проводить измерения вдоль предельной линии тока на поверхности пленки при наличии градиентов трения, криволинейности пре дельных линий тока и нелинейности профиля пленки.

6. Развит метод регистрации температуры поверхности с использованием жидкокристаллических покрытий, позволяющий проводить измерения с ис пользованием черно-белых телекамер, в отличие от стандартной методики, тре бующей использования цветных регистрирующих устройств.

7. Предложен новый подход для панорамных методов регистрации тепло вых потоков и полей давления на обтекаемых поверхностях с использованием в качестве датчика слоя прозрачного вещества, изменяющего свои оптические свойства под воздействием регистрируемого параметра.

Практическая ценность Рассматриваемые в работе новые методы и оригинальные схемы реализа ции известных методов, а также методики обработки экспериментальных дан ных находят широкое применение в ИТПМ им. С. А. Христиановича СО РАН, а также в других организациях как в России, так и за рубежом. Данные методы значительно расширяют возможности использования панорамных оптических методов в аэрофизическом эксперименте. В частности.

Теневой метод на базе АВТ упрощает настройку оптической схемы и об ладает чувствительностью, как минимум на два порядка превышающей чувст вительность стандартных схем, позволяет визуализировать особенности чис тых, однородных по составу газовых потоков, характеризующихся изменения ми плотности 10 ·атм, и слабые возмущения на фоне более сильных, ко гда применение стандартных методик неэффективно. Метод применяется в ИТПМ СО РАН и других организациях для исследования течений при различ ных режимах обтекания.

Алгоритм обработки интерферометрических данных на основе вычитания изображений позволяет регистрировать сдвиг интерференционных полос N 2 / K, где K количество градаций серости регистрирующего устройства.

Для современных телекамер регистрируемый сдвиг может составлять N 10. Метод применялся для исследования влияния МГД-эффекта на по ложение присоединенного скачка уплотнения при обтекании клиньев гиперзву ковым потоком при числе Маха М = 8 и статическом давлении P0 1 Торр.

Метод регистрации интерферограмм с формированием опорной волны от отдельного источника света расширяет возможности применения интерферен ционных методов в аэрофизическом эксперименте и может быть реализован практически на любой установке, оснащенной теневым прибором.

Метод лазерного ножа реализован на сверхзвуковой аэродинамической трубе Т-313 ИТПМ СО РАН, работающей на чистом осушенном воздухе, и ши роко используется в аэрофизическом эксперименте. В частности, данная мето дика позволила расширить карту течений, формирующихся при обтекании тре угольных крыльев, и экспериментально доказать возможность существования комбинированного отражения скачков уплотнения. Опыт, полученный при вне дрении метода на Т-313, послужил основой для его реализации и на других, в том числе и дозвуковых, установках института.

Разработанные методы панорамных ЛДИС расширяют экспериментальные возможности регистрации полей скорости, позволяют получать информацию в выбранном сечении за время регистрации одного кадра и важны для увеличения объема полезной информации и уменьшения времени эксперимента.

Оптический метод регистрации поверхностного трения позволяет прово дить панорамные измерения при различных режимах обтекания как в ламинар ных, так и турбулентных пограничных слоях, в том числе и в случаях, когда применение других методов затруднительно или вообще невозможно. Методи ка позволяет проводить измерения при наличии градиентов трения, нелинейно сти профиля масляной пленки и криволинейности предельных линий тока, в том числе и на искривленных произвольно ориентированных поверхностях.

Способ количественной регистрации полей температуры с помощью ЖК покрытий позволяет регистрировать малые изменения температуры на поверх ности модели с использованием черно-белых телекамер. По сравнению со стан дартными методиками обладает более высокой чувствительностью и более ши роким динамическим диапазоном. Обработка экспериментальных данных зна чительно проще по сравнению со схемами на основе цветной регистрации.

Панорамный метод регистрации тепловых потоков позволяет проводить измерения непосредственно тепловых потоков. При его использовании отпада ет необходимость в решении обратной тепловой задачи. Особый интерес пред ставляет при измерениях на высокоэнтальпийных установках импульсного и кратковременного действия.

Интерференционный метод регистрации полей давления расширяет воз можности измерения и визуализации данного параметра в широком диапазоне режимов обтекания. Для реализации метода не требуется специализированных источников излучения и наличия кислорода в газе. Регистрируется непосредст венно давление. Теоретические и экспериментальные оценки показали, что ми нимальный уровень визуализируемых давлений может составлять менее 0.1 мм вод. столба, а частотный диапазон регистрируемых пульсаций более 200 КГц.

Практическая ценность представленных результатов подтверждается ус пешным применением разработанных методов и подходов в работах по многим хоздоговорам и в 15-ти Российских и международных проектах.

Основные положения, выносимые на защиту Результаты работ по увеличению чувствительности теневых и интерфе ренционных методов. Теневой метод с использованием адаптивных визуализи рующих транспарантов на основе фототропных материалов.

Теоретическое и экспериментальное обоснование возможности получения интерферограмм фазовых объектов с формированием предметного и опорного пучков от отдельных источников света. Схемы реализации способа на аэроди намических установках и результаты экспериментов.

Методика визуализации методом лазерного ножа в сверхзвуковых аэроди намических трубах, работающих на чистом осушенном воздухе. Данные по влиянию на параметры потока вводимых светорассеивающих частиц и реко мендации по их концентрации и способу ввода. Оптические схемы интерферо метров для панорамных измерений скорости и общие принципы их построения.

Оптический метод измерения поверхностного трения. Развитие метода для случая градиентных пространственных течений, в том числе для измерений на искривленных произвольно ориентированных поверхностях.

Метод регистрации температуры с использованием жидкокристаллических покрытий, основанный на пространственной модуляции пучка зондирующего излучения периодической функцией с фазовой зависимостью от длины волны.

Панорамные интерференционные методы регистрации тепловых потоков и полей давления на обтекаемых поверхностях с использованием в качестве дат чика слоя прозрачного вещества, изменяющего свои оптические свойства под воздействием регистрируемого параметра.

Результаты экспериментов, в том числе полученные при исследовании по токов в аэродинамических трубах, при дозвуковых, сверхзвуковых и гиперзву ковых режимах обтекания, подтверждающие работоспособность и эффектив ность рассматриваемых методов.

Достоверность результатов подтверждается данными тестовых экспери ментов, повторяемостью и согласием результатов оптической диагностики с данными, полученными альтернативными методами и численными расчетами.

Апробация основных результатов. Основные результаты работы пред ставлены в 2 монографиях, 14 публикациях в отечественных и зарубежных журналах, 2 авторских свидетельствах, более 100 публикациях в сборниках ста тей, материалах и трудах научных конференций. Результаты докладывались на семинарах ИТПМ СО РАН, СибНИА, ИАиЭ СО РАН, ЦАГИ, а также на: II Всесоюзной конференции по методам аэрофизического эксперимента (Новоси бирск, 1979);

V Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике (Алма-Ата, 1981);

II, IV Всесоюзной школе по методам аэрофизических иссле дований (Красноярск, 1982;

Новосибирск, 1986);

5 школе по методам аэрофи зических исследований (Абакан, 1989);

4 Всесоюзной школе-семинаре "Совре менные проблемы газодинамики и пути повышения эффективности энергетиче ских установок" (Москва, 1983);

IX Всесоюзной конференции по генераторам низкотемпературной плазмы (Фрунзе, 1983);

The Second IUTAM Symposium on Laminar-Turbulent Transition. (Novosibirsk, 1984);

Всесоюзном семинаре по аэ родинамике гиперзвуковых летательных аппаратов (Калининград, Моск. обл., 1990);

V - XIII Международных конференциях по методам аэрофизических ис следований (Новосибирск, 1992, 1994, 1996, 1998, 2000, 2002, 2004, 2007, 2008);

Sixth International Symposium on Flow Visualisation, (Jap. Yokohama? 1992);

Межгосударственной научно-технической конференции Оптические методы исследования потоков (Москва, 1995);

International Seminar on Optical Methods and Data Processing In Heat And Fluid Flow (London, 1996, 1998);

12th Interna tional Mach Reflection Symposium (Pilanesberg, South Africa, 1996);

. 21th, 22nd, 24th International Symposiums on Shock Waves (Great Keppel, Australia, 1997;

London, 1999;

Beijing, China, 2004);

International Symposium Actual Problems of Physical Hydroaerodynamics (Novosibirsk, 1999);

9th, 12th International Sympo siums on the Flow Visualization (Edinburg, 2000;

Goettingen, Germany, 2006);

6th Asian Symposium on Visualization, PUEXCO, Pusan;

Международной конферен ции "Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, экс перимент и практика" (Новосибирск, 2001);

4th European Symposium on Aero thermodynamics for Space Applications (Capua, Italy, 2001), первой Международ ной школе-семинаре "Модели и методы аэродинамики" (Москва, 2002);

West East High Speed Flow Fields Conference (Marseille, France, 2002);

VII, IX Между народных научно-технических конференциях "Оптические методы исследова ния потоков" (Москва, 2003, 2007);

XX и XXI Международных семинарах по струйным, отрывным и нестационарным течениям (Санкт-Петербург, 2004;

Но восибирск, 2007);

4-th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering "ECCOMAS 2004" (Jyvaskyla, Finland, 2004);

European Conference for Aerospace Sciences (Moscow, 2005);

Fifth European Symposium on Aerothermodynamics for Space Vehicles (Cologne, Germany, 2005);

XVth Interna tional Conference on MHD Energy Conversion and the VIth Workshop on Magne toplasma Aerodynamics for Aerospace Applications (Moscow, 2005);

VIII Между народной конференции "Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул" (Томск, 2007);

XIII International Symposium Atmospheric and Ocean Optics. At mospheric Physics. (Tomsk, 2006);

2nd European conference for Aero-space Sciences (Brussels, 2007);

7 Международном совещании по магнитоплазменной аэродинамике (ИВТ РАН, 2007);

XIX сессии Российского акустического обще ства (Нижний Новгород, 2007) и др.

Личный вклад автора заключается в теоретическом обосновании и реа лизации на аэродинамических установках представленных в работе оптических методов диагностики газовых потоков при различных режимах обтекания, в от работке методик измерений, интерпретации и обобщении экспериментальных данных и разработке основных защищаемых положений.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Объем работы составляет 326 страниц, в том числе 165 рисунков и 10 таблиц. Список литературы содержит 302 ссыл ки, в том числе 125 работ автора по теме диссертации.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении наряду с общими положениями дается классификация оптических методов и рассматриваются возможности их использования в аэрофизическом эксперименте. На примере теневых методов приводятся некоторые общие положения, влияющие на результаты оптической диагностики. Рассматривается влияние эффектов рефракции и дифракции, вибраций, особенно характерных для крупных сверхзвуковых установок, а также конструктивных особенностей установок и исследуемых моделей.

Приводятся краткие характеристики используемых в работе аэрофизических установок ИТПМ СО РАН, источников света и фотоприемников (телекамер).

В главе 1 рассматривается новый подход реализации теневых методов, регистрируемой величиной в которых является угол отклонения зондирующего излучения на неоднородности. Минимальное регистрируемое значение для схем с ножом Фуко min d/KF. Здесь d минимально возможный размер изображения источника света, определяемый дифракционными пределами, K количество градаций серого фотоприемника. Для прибора ИАБ- min 3·10 /K. Например, для пограничного слоя толщиной 10 мм, шириной 3 S = 100 мм изменение 10 ·атм по толщине слоя дает 3·10. То есть теоретически регистрация таких возмущений возможна. Однако реальная чувствительность теневых приборов на 1 2 порядка ниже. Данные методы считаются эффективным при изменении плотности в потоке 10 атм. Это обусловлено: неидеальностью оптики;

малой яркостью обычных источников света с d ~ 10 мкм;

возрастанием шумов при уменьшении d, связанных с дифракцией на кромках визуализирующих диафрагм, и др. В результате регистрация неоднородностей с 10 атм сталкивается с большими трудностями. Особенно остро проблема стоит при исследовании дозвуковых, со скоростями несколько метров в секунду, и гиперзвуковых течений.

Ситуацию удалось улучшить, используя в качестве визуализирующего элемента тонкую пластинку из фототропного стекла, изменяющую свой цвет (пропускание) под действием излучения. Фототропные среды отличаются высокой разрешающей способностью и возможностью многократного использования. К подобным материалам относятся и силикатные стекла, содержащие галогениды серебра, которые и использовались в работе. Схема приведена на рис 1. Излучение лазера 1 ( = 0.53 мкм), объективами 2, формируется в плоскопараллельный пучок и, пройдя неоднородность 4, фокусируется объективом 5 в плоскости 6. Объективом 7 изображение неодно родности формиируется в плоскости фотоприемника 8. Отличие от обычной схемы заключается в использовании вместо ножа Фуко тонкой пластинки из фототропного стекла 9 (АВТ). Размеры фокального пятна определяются практически только дифракционными эффектами, и для ИАБ-451 d 10 мкм. В области фокусировки АВТ затемняется, и основная часть излучения поглощается. Общий фон изображения становится темным. Излучение, откло нившееся на неоднородности, прохо дит через незатемненный участок АВТ, и проявляется на изображении в виде более светлой области.

Увеличение чувствительности обу словлено следующим: прибор работает Рис. 1. Оптическая схема теневого прибора и в темнопольном режиме;

автоматически изображение затемненной области АВТ.

обеспечивается совпадение размеров затемненной области и изображения ис точника света;

высокая разрешающая способность АВТ обеспечивает мини мально возможный размер визуализирующего (затемненного) пятна. Для тонко го слоя в линейном приближении зависимость поглощения АВТ от интенсивно сти излучения выражается в виде Ia [1 e ( I a d )t ]Gmax, (1) G Ia d где Gmax – максимальное поглощение. Величина ta = 1 / Ia может трактоваться как время активации, а td = 1 / d как время дезактивации. Для используемого в работе материала td ~ 10 с, ta 1 с. На рис. 2 приведены графики, иллюстри рующие изменение интенсивности лазерного излучения, прошедшего через АВТ, с течением времени. Результаты хорошо согласуются с соотношением (1).

Рис. 2. Пропускание АВТ в зависимости от времени после включения излучения.

а радиальное распределение интенсивности излучения, прошедшего через АВТ;

б пропускание АВТ T(r) в момент времени t = 3.6 с;

в - относительная интенсив ность в центре фокального пятна зависимости от времени. На рис (а) время воздей ствия излучения: 0 c, 0.1 c, 0.4 c, 0.6 c, 1.1 c, 2.6 c, 3.6 c кривые 1-7 соответственно.

Амплитудное пропускание АВТ в общем случае можно представить в виде i i 1/2 e, а пропускание по интенсивности T = ||2 = * =.

= e = (1 G) Комплексную амплитуду зондирующего излучения, проходящего через иссле дуемую область, можно представить в виде A = A0 = a0 плоская волна. Интен сивность излучения I0 = A0A0* = a0. В фокальной плоскости приемного объек тива, где расположен АВТ, мы имеем Фурье-образ исходной волны (разложение по пространственным частотам). В плоскости регистрации (без учета измене ния масштаба и инверсии координат) распределение интенсивности без АВТ будет совпадать с исходным. Изменение пропускания АВТ приводит к тому, что в плоскости регистрации электромагнитная волна будет описываться соотноше нием AT = a0, а интенсивность IT = TI0.

В присутствии неоднородности прошедшую волну можно представить в i(x, y) виде A = a0e, где (x, y) – изменение фазы волны при прохождении неод нородности. Часть излучения приходится на нулевую пространственную часто i ту A1 = c0a0·e, где c0 и - константы, зависящие от распределения фазы (x, y). Предположим, что пространственное распределение пропускания АВТ соответствует пропусканию инициированному только волной с нулевой про странственной частотой. При этом интенсивность в плоскости регистрации описывается выражением для интерференции двух волн 2 IT = ATAT* = aT + a0 + 2aT a0·cos[* (x, y)], (2) 2 1/ где aT = c0a0[1 2cos()+ ], * = + arctg{sin()/[cos() 1]}. При (x, y) 22 IT = a0 [ + (x, y) + 2(x, y)·sin()]. (3) Можно выделить следующие частные случаи.

А. Амплитудное пропускание АВТ действительная величина, т. е. = 0.

2 IT = I0 [ + (x, y)]. (3А) Интенсивность имеет квадратичную зависимость от фазы (x, y). Неоднородно сти визуализируются в виде более светлых областей. Случай соответствует ра боте вблизи минимума интерференционной полосы.

Б. Амплитудное пропускания АВТ имеет малую фазовую составляющую, т. е. 1, = (1 + i). При этом выражение (3) приводится к виду 2 IT = I0 [ + (x, y) + 2(x, y)]. (3Б) 2 При + (x, y) |2(x, y)| изменение интенсивности может иметь положи тельное и отрицательное значение. При дальнейшем увеличении (x, y) неодно родности визуализируются в виде более светлых областей.

2 В. = ± / 2, = ± i. Соотношение (3) дает IT = I0[ + (x, y) ± 2(x, y)], и при (x, y) 1 получим IT = I0[ ± 2(x, y)]. (3В) Случай совпадает с методом фазового контраста [1] и равносилен работе вблизи средней интенсивности интерференционной полосы. Чувствительность наибо лее высокая и зависимость IT от фазы линейная.

Соотношение (1) верно для бесконечно тонкого слоя. Для изменения ин тенсивности в слое конечной толщины I(z) при t получено соотношение ln[I(z)a / d] d /[I(z)a] = gmaxz + ln[I(0)a / d] d /[I(0)a]. (4) При I(z)a / d 1, уравнение (4) переходит в обычное выражение для ослабле ния волны с удельным коэффициентом поглощения g = gmax:

I(z) = I(0)exp(gmaxz).

Соотношение (4) получено для плоских волн. В реальном случае в области фокусировки формируется перетяжка лазерного излучения с характерным по перечным и продольным размерами. При этом F / D / 2, 2/2= 2(F / D).

При |z| интенсивность меняется по зависимости для сферической волны I(z) ~ 1 / z. Поскольку АВТ затемняется во всем объеме занимаемым излучени ем, при d увеличивается эффективный поперечный размер затемненного об ласти, что уменьшает чувствительность. Оптимальный режим реализуется при d, когда можно использовать соотношение для плоской волны (4).

1 В нашем случае gmax 0.5 мм, 0.1 мм и при d, Gmax 5·10. Этого недостаточно для эффективной визуализации. Поэтому использовались АВТ толщиной 1-3 мм, обеспечивающие поглощение Gmax 80%. Снижение мощно сти излучения приводит к уменьшению области поглощения и эффективного радиуса визуализирующего пятна, но при этом уменьшается коэффициент по глощения, что ведет к уменьшению чувствительности. При возрастании мощ ности чувствительность сначала растет с увеличением поглощения, достигает максимума, а затем уменьшаться с ростом эффективного поперечного размера поглощающей области. Эксперименты подтвердили данные выводы. Наиболь шая чувствительность обеспечивалась при мощностях излучения 2-3 мВт.

Были проведены эксперименты по определению фазовой составляющей коэффициента пропускания наблюдением колец Ньютона. Влияния затемнения на выявить не удалось. Однако в области фокусировки наблюдался сдвиг ин терференционных полос N 0.1, исчезающий при выключении излучения за время существенно меньшее времени релаксации, т. е. фазовые изменения свя заны с тепловой меткой, диссипирующей после выключения излучения.

Полученные результаты позволяют сформулировать рекомендации по соз данию АВТ. Оптимальными являются слои с толщиной d. Необходимо обес печить максимально возможный интегральный коэффициент поглощения G 80 %. Оптимальным значением фазовой составляющей коэффициента про пускания является ± / 2. Эксперименты показали, что при размере визуа лизирующего пятна около 10 мкм использование обычных телекамер с K - позволяет регистрировать углы отклонения min 5·10. Это равносильно уве личению чувствительности по сравнению со стандартной схемой на 2 порядка.

Метод в настоящее время широко применяется для диагностики потоков при различных режимах обтекания. На рис. 3 дан пример визуализации обтека ния поперечного цилиндра диаметром 80 мм, длиной 1 м на установке Т- ИТПМ СО РАН. Время экспозиции 2 мкс. Отчетливо визуализируется ламинар ный отрыв потока. Присутствие более темных по сравнению с фоном областей говорит о наличии комплексной составляющей в пропускании АВТ. При скоро а б в Рис. 3. Обтекание цилиндра D = 80 мм, L = 1 м. а V 0.5 м/c;

б V = 1.5 м/c;

в V = 10 м/с. Наблюдается образование дорожки Кармана сти потока V = 10 м / с наблюдается образование дорожки Кармана. На рис. показан результат визуализации обтекании прямого крыла при угле атаки = 19. Размах крыла Z = 945 мм, длина хорды b = 195 мм, толщина c = 18 мм, V = 10 м/с. На изображении наблюдается полный ламинарный отрыв потока в виде светлой пелены с формированием возвратного течения над всей поверхно стью модели. Интересным является присутствие на изображении черной линии (отмечена белой стрелкой), похожей на изобра жение скачка уплотнения, что указывает на на личие относительно больших градиентов плот ности ортогональных ее направлению. Анало гичные структуры наблюдались и при других режимах. Приведенные изображения получены в чистом потоке, без внесения каких-либо теп ловых или газовых меток, и на время их полу Рис. 4. Обтекание крыла.

чения являлись уникальными.

Соотношение (2) не учитывает влияние ненулевых пространственных час тот на пропускание АВТ. Однако их вклад иногда дает дополнительное пре имущество и позволяет визуализировать слабые возмущения на фоне сильных, что для стандартных схем сталкивается с трудностями. Подстройкой прибора можно добиться визуализации слабых неоднородностей в любой области изо бражения. При этом в областях с существенно отличающимися градиентами бу дет наблюдаться минимальная или максимальная яркость, так как на этих уча стках отклонение излучения превышает динамический диапазон прибора. При использовании АВТ интенсивность пространственных частот, индуцированных протяженными высокоградиентными областями, становится достаточной для его затемнения в области их фокуси ровки. Яркость изображения, соответ ствующая этим областям, уменьшает ся, а слабые неоднородности проявля ются в виде более светлых участков.

На рис. 5 приведен пример визуа лизации обтекания торца цилиндра, расположенного вдоль потока (поток Рис. 5. Обтекание цилиндра. а визуализа слева, М = 6, установка Т-313), иллю- ция с ножом Фуко;

б АВТ-методом.

стрирующий данную ситуацию. При использовании схемы с вертикальным но жом Фуко за головным скачком визуализируется протяженная затемненная об ласть, внутри которой какую-либо информацию о структуре потока получить невозможно. При использовании АВТ полностью затемненной осталась только незначительная область. Чувствительность остается очень высокой, и на фоне сильных градиентов визуализируются относительно слабые возмущения.

Теневые методы применялись и при исследовании оптического пульси рующего разряда (ОПР). Исследовался механизм объединения ударных волн (МОВ), представляющий интерес для генерации низкочастотного звука. Требо валась проверка критериев, необходимых для реализации МОВ [2]. Особенно сти создаваемых ОПР возмущений удалось на пределе чувствительности визуа лизировать прямотеневым методом с сильной расфокусировкой изображения.

АВТ-метод к этому времени еще не был разработан. Тем не менее были под тверждены критерии реализации МОВ. Кроме того, был обнаружен аномаль ный эффект выноса газа из зоны неподвижного ОПР. Эффект интересен тем, что стабильность ОПР зависит от баланса поглощения излучения и отвода теп ла. Для повышения эффективности необходимо заменять газ в зоне ОПР, что ограничивает его применение. Недостаток, вероятно, можно устранить, исполь зуя обнаруженный эффект. Для его изучения были проведены эксперименты с использованием АВТ-метода. Динамику формирования возмущений иллюстри рует рис. 6. При t 0.5 мс наблюдаются интенсивные ударные волны. Направ ленное распространение возмущений проявляется при t ~ 50 мс. После включе ния ОПР возмущения формировались на длине около 8 см за время менее 0.083 с. В каждом пуске время съемки составляло приблизительно 10 с.

Метод применялся и при исследовании МОВ на поверхности плоской ми шени, инициированного двумя импульсами излучения электроионизационных СО2-лазеров длительностью 0,5 мкс с энергией 200 Дж. Возмущения при этом были достаточно сильны. Однако обеспечение техники безопасности требовало отсутствия сотрудников в зоне эксперимента при работе установки. Их переме щение после настройки оборудования приводило к смещению оптических эле ментов и выходу прибора из рабочего диапазона. Использование АВТ, обла дающего адаптивными свойствами, позволило решить данную проблему.

2-я глава посвящена развитию интерференционных методов в плане уве личения чувствительности и расширения возможности их использования на крупных аэрофизических установках. Одной из основных характеристик ин терференционных методов является точность определения сдвига интерферен ционных полос Nmin. Для стандартной обработки Nmin 1/20. Для неодно родностей S 100 мм при = 0.63 мкм это соответствует изменению плотности 10 атм. Nmin = min/2 может быть найдено из соотношения |K(min) cos() / 4 + Kmin sin() / 2 | 1. (5) Точность зависит от того, на каком участке интерференционной полосы прово дятся измерения. Как правило, ее положение определяется по максимуму или Рис. 6. Использование АВТ-метода для визуализация ОПР в смеси 70%Ar + 30%He, в сравнении с прямотеневой визуализацией в аргоне (справа внизу). 1 направление из лучения, 2 искра, 3 ударная волна, 4 вынос газа из ОПР. Излучение справа, фокус на пересечении белых линий. Горизонтальный размер кадров в нижнем ряду 10 см.

1/ минимуму. При этом sin() = 0 и Nmin 1/(K ). Максимальная чувствитель ность достигается на участках средней яркости интерферограммы (|cos()| = 0):

Nmin (K). (6) Соотношение (6) получено для "идеальной" интерферограммы и не может ис пользоваться при обработке рабочих интерферограмм (рис. 7). Но в некоторых случаях можно приблизиться к Nmin, определяемому (6).

Пусть фиксируются две интерферограммы в моменты времени t и t + t:

I2 = I0[1 + cos(kxx + kyy + )].

I1 = I0[1 + cos(kxx + kyy) ], определяется исследуемым процессом. После вычитания изображений, с добавлением для знакопостоянного результата I0max, при 1 получим I* = I2 I1 + I0max I0[max + ·sin(kxx + kyy)]. (7) Результирующее изображение модулировано полосами с амплитудой I0. Ес ли для их распознавания минимально необходимый перепад интенсивности со ставляет Kmin, то для регистрируемого Nmin получим Nmin = / 2 Kmin / 2K. (8) Для K 2000, Kmin = 4 теоретическая чувствительность Nmin 1/3000. Приве денный на рис. 7, в результат вычитания интерферограммы самой из себя со сдвигом одного из операндов, хорошо согласуются с (8) при Kmin = 1. В левом верхнем квадранте изображения, где K 50 (см. график на рис. 7, б), при сдвиге операндов на N = 1/500, модулирующие полосы полностью исчезают. Однако они еще просматриваются на участках, где K 100.

а б в Рис. 7. Интерферограмма (а);

интенсивность (б) (в градациях серого) вдоль белой линии на интерферограмме;

результат вычитания интерферограммы самой из себя со сдвигом одного из операндов по горизонтали на N = 1 / 500 (в).

Метод использовался при исследовании влияния МГД эффекта на положе ние скачка при обтекании плоских клиньев. Эксперименты проводились на стенде, на базе ударной трубы со сверхзвуковым соплом. Длительность режима 1-5 мс. Установка оснащена магнитной системой, позволяющей создавать поля до 2.5 Тл, и электронной пушкой для ионизации потока (рис. 8). Возможна ио низация путем высоковольтного разряда между электродами. Модель клина с углом раствора 30о обтекалась потоком воздуха при расчетном значении М = 8.

Параметры потока определялись расчетом по измерениям скорости удар ной волны в ударной трубе и давления в форкамере и варьировались в диапазо не Р0 0.73 Торр и Т0 20002200 м/с. Экспериментально получить информа цию о параметрах потока в области МГД взаимодействия было практически не возможно. Это связано с импульсным режимом работы установки (15 мс) и малым временем ионизации около 60 мкс. Случайные вариации параметров ве ли к неповторяемости процесса. Подтверждение наличия эффекта могла обес печить только оптическая диагностика с регистрацией в одном пуске минимум двух кадров, зарегистрированных до включения ионизирующего разряда и во время его. Попытки визуализации с ножом Фуко и с интерферометром Май кельсона, из-за низкого качества изображений и наличия кадров с отсутствием информации, не позволили получить однозначные результаты. В итоге была разработана предлагаемая методика. При этом необходимо было обеспечить отсутствие сдвига базовых полос за время эксперимента. Использовался сдви говый интерферометр, устойчивый к смещениям оптических элементов. Интерферограммы (рис. 7, а) характеризуются малыми смещения ми полос и отсутствием их четкого излома на скачке. Однако разработанная методика позво лила зафиксировать изменение положения скач ка и оценить его величину.

На итоговых изображениях изменение по ложения скачка должно проявляться в виде кли новидных структур с углом расхождения, рав ным изменению угла наклона скачка. Это и Рис. 8. Схема эксперимента.

наблюдалось в эксперименте (рис. 9, а). На а б Рис. 9. Результат визуализации влияния МГД-эффекта на положение скачка (а);

зависимость угла отклонения скачка от числа Стюарта (б).

рис. 9, б представлены результаты численного эксперимента 1, в сравнении с аналитическими результатами 2 [3] и экспериментальными данными 3. Данные соотносились с числом Стюарта S = (IB)/(kbV ), где I ток в цепи МГД электродов, В магнитная индукция, b размер электрода в направлении, пер пендикулярном потоку вдоль магнитного поля, коэффициент k учитывает от клонение эффективного сечения области разряда от площади электродов. Вид но, что экспериментальные точки лежат ниже расчетных результатов. Вероят но, это следствие того, что в расчетах рассматривается стационарное течение с однородной областью ионизации. В эксперименте же это нестационарный и не однородный процесс.

Интерферометрические данные показали, что на скачке 8.9·10 атм., а плотность набегающего потока н 3.35·10 атм. Ожидаемые параметры со ставляли: М = 8, T0 = 1600 K, P0 = 13 атм, н 3.4·10 атм. Расчетные значе ния плотности хорошо согласуются с измеренным значениями. Результаты, по лученные с использованием интерферометрии, послужили основанием для про ведения более тщательных исследований МГД-эффекта. На установке был реа лизован АВТ-метод, оказавшийся очень эффективным применительно к данной задаче. В настоящее время исследования ведутся в основном с использованием АВТ-метода. Однако интерференционный метод по-прежнему востребован. Он позволяет оценить плотность набегающего потока и подтвердить соответствие ожидаемых параметров потока их реальным значениям.

В этой же главе рассматривается метод регистрации интерферограмм с формированием опорного пучка от независимого источника света. Особенно стью классических интерферометров типа Маха Цандера является использо вание одного источника для формирования предметной и опорной волн, что за трудняет их применение на крупных установках. Применение отдельного ис точника для формирования опорной волны упрощает ситуацию. Было показа но, что в этом случае, при временах экспозиции T и временах когерентности лазеров, среднеквадратичный контраст интерферограмм составляет V *(T ) F (T ) / T. (9) T/ где F(T) = 2T + 2 (e 1). Для проверки (9) был проведен численный экспе римент. Полученные значения V*(T) совпали с (9), с точностью до ~10-3.

На рис. 10 приведена схема регистрации. Излучение лазера 1 объективами 2, 3 формируется в плоскопараллельный пучок.

После прохождения неоднород ности 4 и объектива 5, излуче ние подается на регистрирую щее устройство, включающее в себя светоделительный кубик 6, лазер 7 с объективом 8 и телекамеру 9. Интер ферограммы сохраняются на компьютере 10. Время экспозиции T = 1.125 мкс.

Уравнение (9) получено при равенстве частот обоих лазеров. При 1 2 поло сы движутся с фазовой скоростью = 2 1 2, что ведет к снижению контра ста. Поэтому необходимо соблюдение условия T (10 ). Для совмещения частот одно из зеркал лазера 7 устанавливалось на пьезокерамической шайбе 11, на которую подавалось пилообразное напряжение с генератора 12. Во вто ром канале устанавливался фотоприемник 13 с ограничением регистрируемых 5 частот на уровне 10 Гц. При 10 Гц с датчика поступал сигнал, который служил синхроимпульсом запуска телекамеры.

Метод применялся для исследования обтекания клина сверхзвуковым по током, а также слоя смешения в аэродинамической трубе Т-325М ИТПМ (рис. 11). Сечение рабочей части трубы 40 40 мм. Интерферограммы позволили визуализировать структуру потока, и получить количественную информацию о распределении плотности. Метод использовался также для регистрации возму щений в горизонтальном слое атмосферы толщиной 80 м, что принципиально недоступно с использованием интерферометров типа Маха Цандера.

Рис. 11. Интерферограмма слоя смешения и рассчитанные изменения плотности в N.

В верхней части потока М = 2.95, в нижней М = 0,5. Поток слева.

3 глава посвящена реализации метода лазерного ножа на сверхзвуковой аэродинамической трубе Т-313. Визуализация структуры потока этим методом обусловлена рассеянием лазерного излучения на частицах, присутствующих в потоке. Интенсивность излучения от какой-либо области выделенного сечения пропорциональна зависящей от параметров потока концентрации частиц. В диссертации даны схемы формирования лазерного ножа и регистрации изображений. Приводятся результаты исследований по выбору вещества для создания светорассеивающих частиц. Показано, что наиболее приемлемым вариантом является вода, вводимая в тракт трубы перед форкамерой. Для надежной визуализации достаточно около 1.5 г воды на килограмм сухого воздуха, что всего в 2-3 раза превышает количество остаточной влаги в осушенном воздухе и не приводит к значительному изменению параметров потока. Даны также результаты сопоставления картин визуализации с результатами пневмометрических измерений. Показано их хорошее совпадение.

В настоящее время метод лазерного ножа является штатным на Т-313. С его использованием проведены многочисленные эксперименты, позволившие получить новые научные данные. В частности, метод позволил уточнить карту режимов обтекания тонких треугольных крыльев (рис. 12). Его использование позволило провести исследования конфигурации ударных волн при обтекании клиньев конечной ширины и построить сценарий перехода от регулярного отражения к маховскому и обратно с учетом трехмерных эффектов. Был зафиксирован гистерезис перехода. Подтверждена возможность существования комбинированного режима отражения скачков, предсказанного расчетами, проведенными в ИТПМ под руководством д. ф.- м. н. М. С. Иванова. Опыт, полученный при реализации метода на Т-313, послужил основой для его использования и на других сверх- и дозвуковых установках института. В работе приводятся некоторые результаты, полученные с его использованием.

В этой же главе диссертации представлены результаты по развитию метода лазерного ножа для регистрации полей скорости. Оптическая схема включает фокусирующую часть, обеспечивающую освещение выбранного сечения и при емной части, основным компонентом которой служит полевой интерферометр с локализацией интерференционных полос в плоскости изображения исследуемо го объекта. В работе приводятся принципы построения подобных интерферо метров и оптические схемы их реализации. На рис. 13 представлен пример ис пользования одной из подобных схем. На рис. 13, а показана типичная интер ферограмма, полученная при регистрации скорости вращающегося диска диа метром 100 мм (тестовые эксперименты). На рис. 13, б, в приведены интерферо грамма, полученная при регистрации скорости частиц алюминия диаметром 10 мк в сверхзвуковой струе, и посчитанные по ней профили скорости. Разность хода лучей в интерферометре 200 см. В качестве источника света использовался аргоновый лазер с = 0.51 мк. Для измеряемой проекции скорости сдвиг полос на один порядок соответствовал 76.5 м/с. Полученные данные доказывают ра ботоспособность и перспективность метода.

4-я глава. Наряду с характеристиками непосредственно газового потока при решении научно-технических задач не менее важной является информация о газодинамических параметрах на обтекаемых поверхностях. К ним относятся распределение поверхностного трения, тепловых потоков и полей давления, методам измерения которых посвящены 4-я и 5-я главы диссертации. При этом используется общий подход, основанный на оптической (интерференционной) регистрации изменения оптического пути в слое прозрачного вещества, изме няющего свои оптические свойства под воздействием регистрируемого пара метра. В 4-й главе рассматривается метод измерения поверхностного трения, основанный на регистрации процесса растекания масляной пленки под дейст вием сил трения.

Существует достаточно большое количество методов регистрации поверх ностного трения, принципы которых изложены в многочисленных работах об зорного характера. Большинство из них (метод Престона, Клаузера, измерения с а б Рис. 12. Визуализация обтекания крыла (а) и карта режимов обтекания треугольных крыльев (б). Границы, обозначенные пунктирными маркерами, построены на основании результатов, полученных с использованием метода лазерного ножа.

а б в Рис. 13. Результаты регистрации полей скорости.

помощью поверхностных термопарных датчиков и др.) не являются прямыми, так как основаны на использовании закона подобия в распределении скоростей вблизи стенки. Поэтому проведение измерений с их помощью в пограничных слоях с заранее неизвестными свойствами становится проблематичным. Пря мые измерения с помощью плавающего элемента, строго говоря, не являются точечными, так как регистрация приложенной к элементу силы производится на поверхности конечных размеров. Применение перечисленных методов ограни чено также необходимостью установки измерительных элементов на поверхно сти модели или внесением существенных возмущений в поток. Все это диктует необходимость разработки новых методов измерения поверхностного трения, одним из которых является оптический метод, рассмотренный в 4-й главе.

Основы метода заложены в работе [4]. Дальнейшее развитие метод полу чил в работе [5], в которой использовался специальный интерферометр, позво ляющий регистрировать изменение толщины масляной пленки, нанесенной на обтекаемую поверхность, в двух разнесенных точках. Приведены соотношения, позволяющие определять поверхностное трение по динамике изменения тол щины пленки в данных точках. Однако подобный подход обладает рядом не достатков: громоздкость конечных формул;

необходимость постоянной регист рации во времени сигналов с фотоприемников и, как следствие, ужесточение требований к допустимым уровням вибраций;

возможность одновременного измерения трения только в одной точке, что связано со сложностью оптической схемы;

влияние на результаты запыленности потока. Измерения возможны только на пленках с линейным профилем, с постоянным вдоль ее поверхности значением поверхностного трения и параллельными линями тока.

Автором предложена и впервые реализована методика, исключающая эти недостатки. При этом регистрируются изображения пленки в зеркально отра женном свете, модулированные интерференционными полосами равной толщи ны. Изменение интерференционной картины позволяет судить о процессе рас текания. Получено общее соотношение для изменения профиля пленки в зави симости от распределения поверхностного трения вдоль ее поверхности:

/[ s( ) L2 ( )} d [ s( ) L( )d ]/ dt.

( ) = {2 (10) Здесь координата вдоль предельной линии тока, отсчитываемая от передней границы пленки, местное напряжение поверхностного трения;

L толщина пленки, и плотность и кинематическая вязкость масла соответственно, l s( ) = s(0)exp[ (d / ds)d ] ширина струйки тока, d / ds изменение угла наклона линии тока по координате, ортогональной ее направлению.

Соотношение (10) позволяет получать напряжение поверхностного трения в общем случае, в том числе при его непостоянстве, и знакопеременности вдоль поверхности, для пленок с нелинейным профилем и непараллельными предель ными линиями тока. Измерения сводятся к регистрации минимум двух кадров через известный промежуток времени. Исключается необходимость постоянно го контроля профиля пленки, что снимает проблему вибраций и случайных смещений изображений. Регистрация изображений всей пленки снимает про блемы, связанные с прилипанием к ее поверхности случайных пылинок, при сутствующих в потоке. В изначальной методике данный эффект приводит к срыву измерений. В настоящее время метод активно используется, как в России, так и за рубежом и в иностранной литературе обычно обозначается как GISF (Global Interferometer Skin Friction meter).

Рассмотренная методика ограничивает применение метода плоскими или слабо искривленными поверхностями с ориентацией, обеспечивающей возмож ность регистрации отраженного излучения. Во многих случаях эти условия не выполняются, что ограничивает возможности измерений на криволинейных произвольно ориентированных поверхностях. В диссертации рассматривается подход, основанный на использовании диффузного освещения, снимающий эти ограничения. Диффузную световую волну, отраженную от поверхности модели, можно представить набором плоских волн, распространяющихся под различ ными углами. Для каждой отдельной волны формируется своя интерференци онная картина. Результирующее изображение является суммой интерферограмм от отдельных плоских волн с волновыми векторами, лежащими внутри некото 2, определяемого параметрами оптической схемы.

рого телесного угла Для тонких пленок и малых изменений эти картины практически совпадают, что позволяет наблюдать полосы равной толщины. В работе даны соотношения для ожидаемого контраста интерферограмм в зависимости от параметров опти ческой схемы и толщины пленки. Это позволяет правильно выбрать конфигура цию используемой оптической схемы.

В диссертации приводятся многочисленные примеры использования мето да при различных режимах обтекания. Сравнение результатов с данными аль тернативных измерений дает отличие не более 10%, что является хорошей ве личиной для подобных измерений. На рис. 14 приведены результаты регистра ции поверхностного трения на плоской пластине со ступенькой. Случай инте ресен в методическом плане наличием отрывной зоны с большим градиентом трения в ее окрестности, а также зоны возвратного течения. В данных областях Рис. 14. Распределение коэффициента поверхностного трения на пластине со ступенькой.

– результаты оптических измерений. Численный расчет: —— – уравнение Навье – Стокса, - - - – метод Сполдинга – Чи.

другими методами измерить трение было невозможно. Эксперименты проводи лись на установке Т-325 ИТПМ при М = 3, Re = 75000, P0 = 375 кПа, T0 = 283 К. Анализ результатов в сравнении с данными расчетов на основе ос редненных по Рейнольдсу уравнений Навье Стокса и по методу Сполдинга Чи, показывает их хорошее соответствие. Однако, расчетная длина области от рыва заметно меньше, определенной экспериментально. Наблюдается отличие расчетных и экспериментальных данных в зоне значительных отрицательных градиентов. Это может быть связано с недостаточной точностью расчетов и/или физическими факторами, не учтенными в расчетной модели, такими как нали чие сильных нестационарных эффектов.

На рис. 15 даны результаты измерений с диффузным освещением на дере вянной модели крылового профиля (хорда c = 257 мм, относительная толщина 0.07, V = 25 м/с). Коэффициент трения вдоль безразмерной координаты x* = x/c на подветренной стороне крыла представлен в сравнении со значениями Cf, из меренными методом Престона. Результаты хорошо совпадают при угле атаки = 0° (различие менее 3%), но существенно отличаются при = 5°. Это обу словлено тем, что при данных значительны продольные градиенты давления, и в пограничном слое ос редненные по параметрам на стенке профили скоро сти имеют логарифмиче ский участок. Однако он довольно мал и не может быть достаточно точно идентифицирован, что ве дет к увеличению погреш- Рис. 15. Распределение коэффициента поверхностно го трения на крыловом профиле.

ности. Кроме того, ис пользуемые в методе Престона трубки вносят возмущения в пограничный слой, особенно на участках, где он тонок. Результаты показывают, что, в отличие от оптического, метод Престона не пригоден для регистрации в течениях с гради ентом давления.

Многочисленные примеры применения метода, приведенные в диссертации, и хорошее совпадение результатов с численными расчетами и с данными изме рений другими методами доказывают его эффективность как при дозвуковых, так и сверхзвуковых режимах обтекания.

В 5-й главе рассматриваются оптические методы регистрации тепловых потоков и полей давления на обтекаемых поверхностях. Дан обзор методов ре гистрации тепловых потоков, в том числе и оптических, имеющих ряд преиму ществ по сравнению с локальными измерениями с использованием термопар, термосопротивлений или иных датчиков. Наряду с достоинствами, традицион ные оптические методы обладают рядом недостатков. Покрытия на основе тер мокрасителей и индикаторов плавления, меняющие окраску при переходе оп ределенного уровня температуры, визуализируют только одну или несколько изотерм. Ограничением в использовании ЖК-покрытий является узкий темпе ратурный рабочий диапазон. При работе с тепловизорами необходима инфор мация о коэффициенте серости поверхности. Возможно влияние отраженного излучения от более нагретых участков модели и конструктивных узлов уста новки, что особенно проявляется при проведении экспериментов на высокоэн тальпийных установках. Все перечисленные методы регистрируют температуру поверхности. Для определения непосредственно теплового потока необходимо решение соответствующей тепловой задачи. В связи с перечисленными факта ми модификация известных методов для улучшения их метрологических харак теристик и разработка новых методик является важной задачей.

В диссертации рассматривается предложенный и реализованный автором метод регистрации полей температуры с использованием жидкокристалличе ских покрытий с применением черно-белых телекамер. Ограничением стан дартных схем является сложность определения в спектре отраженного излуче ния положения максимума селективного отражения, однозначно зависящего от температуры поверхности. При измерениях используется цветная регистрация с последующей достаточно сложной компьютерной обработкой.

Суть предложенного метода заключается в освещении исследуемой по верхности пучком белого света, пространственно модулированного прямоли нейными регулярными полосами. Изображение полос на исследуемой поверх ности с помощью спектрального элемента разлагается в спектр по координате, ортогональной направлению полос. В результате, для разных длин волн зонди рующего излучения положение полос на поверхности будет различным. При неоднородности температуры изображение, зарегистрированное в отраженном свете, будет иметь разный цвет и положение полос для участков с разными температурами, что выражается в сдвиге этих полос. При использовании черно белых регистрирующих устройств различие цвета полос может вообще не про являться на итоговом изображении или быть очень слабо выраженным. Однако сдвиг полос, однозначно определяемый температурой, четко фиксируется. В работе приводятся оптические схемы и основные соотношения для сдвига по лос в зависимости от температуры и параметров используемой схемы.

Метод применялся для регистрации полей температур в аэродинамической трубе Т-324. Скорость невозмущенного потока составляла 20 м/с, что соответ ствовало Re1 = 2 10. На рис. 16, а приведены результаты калибровки покрытия, а на рис. 16, б типичное изображение, полученное при регистрации полей температур с помощью рассматриваемого метода на пластине с цилиндром. Из мерения выполнялись на модели плоской пластины длиной 1200 мм и шириной 400 мм, с турбулизатором вблизи передней кромки, обеспечивающим полно стью развитый турбулентный пограничный слой в области измерений.

а б Рис. 16. Калибровочные изображения для различных температур и построенная по ним за висимость сдвига полос от температуры (а) и изображение, полученное при регистрации поля температуры в окрестности цилиндра и построенные по нему изотермы 0-7 (б) соот ветствующие T C: 24,00;

23,90;

23,80;

23,62;

23,55;

23,30;

22,83;

22,55 соответственно.

Одним из недостатков известных методов является регистрация не тепло вых потоков, а температуры поверхности. Автором предложен метод, позво ляющий регистрировать непосредственно тепловой поток. Суть метода заклю чается в интерференционной регистрации изменения оптического пути под действием теплового потока в слое прозрачного твердого вещества. На рис. 17, а приведена схема, применявшаяся при тестировании метода. Струя га за 1 из сопла 2 распространяется вдоль поверхности датчика 3 из стекла ЛК толщиной 10 мм, сечением 80 80 мм. Тепловой поток регулируется мощностью подогревателя 4 от источника тока 5. Управление расходом производилось ре а б Рис. 17. Схема регистрации оптическим методом (а) и с помощью ДТП (б).

дуктором 6. Излучение лазера 7 линзой 8 формировалось в плоскопараллель ный пучок. Интерферограммы в отраженном свете регистрировались ПЗС ка мерой 9 и сохранялись на компьютере 10.

В результате теплового потока Q происходит изменение температуры по толщине слоя, что приводит к изменению разницы фаз [Q(x, y)] интерфери рующих волн. По сдвигу полос на интерферограммах, зарегистрированных че рез известный промежуток времени, можно определить значение Q. Зависи мость [Q(x, y)] находилась при следующих допущениях.

1. Изменения показателя преломления n не приводят к изменению направ ления распространения излучения.

2. Направление излучения ортогонально поверхности слоя.

3. Учитывались только температурный коэффициент изменения показателя преломления = n /T и температурный коэффициент линейного расширения = L / LT. Влияние упругости и пьезооптических эффектов не учитывалось.

4. Распространение тепла вдоль поверхности не учитывалось.

5. Все тепло, вошедшее в датчик, не выходит из его объема.

Показано, что с учетом принятых допущений Q(x, y) = kN(x, y) / t, (11) где k = Cp/2( + n) – постоянный для вещества коэффициент, Cp – теплоем кость. В таблице приведены оптические свойства и коэффициенты k, рассчи танные по справочным данным для ЛК5 и измеренные экспериментально для органического стекла (ОС) и стекла фирмы Balzers, также использовавшихся в экспериментах. В соотношении (11) температура не присутствует, что исклю чает необходимость решения тепловой задачи. Измерение сводится к регистра ции минимум двух интерферограмм через заданный промежуток времени t с последующим определением сдвига интерференционных полос N(x, y).

Характеристики использовавшихся в работе материалов C·106, K1 ·107, K1 ·г/см3 Сp, Дж/г·K k, Дж/N·см Вещество nC Стекло ЛК5 1,476 6,2 33,9 2,270 0,674 4, Орг. стекло (ОС) 1,492 350 1,18 1,48 0, Стекло Balzers – – – – – 5, Для проверки метода проводились измерения теплового потока от струи оптическим методом и с помощью паспортизованного термопарного датчика (ДТП) 1, установленного на плоской пластине 2, из алюминиевого сплава, вы полняющей роль термостата (рис. 17, б). Для создания плоской рабочей по верхности и экранирования подложки от тепловых потоков устанавливалось покрытие из оргстекла 3. Показания регистрировались вольтметром 5. Размеры ДТП 10 10 мм, толщина 2 мм, чувствительностью 288 Дж/мВ.м. Различие ре зультатов измерений оптическим методом и ДТП, не превышало 5%.

В работе обсуждаются возможные ошибки измерений, связанные с перете канием тепла вдоль поверхности, с эффектами упругости и фотоупругости и с конечностью толщины датчика. Приводятся экспериментальные данные по оп ределению пространственного разрешения метода, которое для ОС при измере ниях в течение t 2 с, составляло примерно 1 мм.

Метод использовался на гиперзвуковой азотной трубе Т-327 для исследо вания обтекания дельта-крыла с углом стреловидности =70o и затупленными передними кромками при М = 21, T0 = 1700 К, P0 = 84 бар. Время установления режима около 0,2 10 с. Длина модели 100 мм. На плоскую поверхность на клеивался датчик, из стекла фирмы BALZERS толщиной 1,5 мм. Измерения проводились для углов атаки = 0, 5 и 10. На рис. 18 приведены интерферо граммы и профили тепловых потоков по размаху крыла для сечений 10, 20, 30 и 40 мм от носика модели, усредненные по трем сериям экспериментов. Наблю дается хорошее совпадение результатов для разных серий. Метод использовал ся также при исследованиях взаимодействия косого скачка уплотнения с турбу лентным слоем при М = 3 в сверхзвуковой аэродинамической трубе Т-325М.

Так как метод регистрирует непосредственно количество тепла, вошедше го в датчик, он может использоваться не только при исследовании газовых по Рис. 18. Интерферограммы (а) и рассчитанные распределения тепловых потоков по размаху крыла (б).: 1 – 4 соответствуют X = 10 мм;

2 – X = 20 мм;

3 – X = 30 мм;

4 – X = 40 мм. Пока зан доверительный диапазон по точности определения сдвига полос Nmin 0,05.

токов. В частности, метод применялся для визуализации излучения лазера на свободных электронах в субмиллиметровом диапазоне длин волн. Для данного диапазона в настоящее время не существует полевых фотоприемников.

Не менее важным параметром является распределение давления. В диссер тации предложен метод, основанный на применении упругих веществ в качест ве материала датчика для регистрации полей давления. Оптическая схема ана логична используемой для регистрации тепловых потоков. При этом изменение оптического пути S(p) в зависимости от давления сводится к нахождению компонент вектора деформаций. Рассматривалась задача по нахождению де формаций упругого слоя толщиной H, которая решалась при следующих допу щениях и граничных условиях.

1. Поверхностные нагрузки задаются в виде:

P( x, y) P cos(kx), F ( x, y) F0 sin(kx), где P изменение нормального давления, F - поверхностное трение. При этом задача сводится к двумерной, с зависимостью всех величин только от x и z.

2. Деформации считаются малыми.

3. Объемные силы (гравитация) не учитываются.

4. Деформации на поверхности модели равны нулю (условие прилипания).

5. Граничные условия на свободной поверхности деформированного слоя сносятся на границу недеформированного слоя, т. е. на z = 0.

Решалось уравнение равновесия [2]:

(1 2)u + grad (div u) = 0, (12) где u = (ux, uz) вектор деформаций, а силы входят через граничные условия.

Найдено аналитическое решение уравнения (12) для изменения оптическо го пути в слое толщиной H для нагрузки, задаваемой условием 1:

S(x) = S*cos(kx);

(13) kH kH S*(k, x) = 2n0(c1 + c3) + 2a[(e 1)(c1 + d1 + c2/k) (e 1)(d3 c3 + c4/k)], (14) 2 где a = (n0 + 2)(n0 1)/6n0, n0 коэффициент преломления невозмущенного слоя. Коэффициенты ci и di зависят только от H, k, модуля Юнга E и коэффици ента Пуассона используемого вещества. Выражение (14) для S* задает чувст вительность слоя к нагрузке с пространственной частотой k. Проведена оценка влияния трения на изменение S и показано, что для пограничного слоя SF/SP 10, и трением можно пренебречь. При этом S(x) = P(x)·K(k, H), где K(k, H) = S*(k, H)/P0.

Для анализа решения удобнее использовать относительное изменение оп тического пути, зависящее от безразмерной пространственной частоты kH:

s(kH) = S*(k, H)/S0 = S*(k, H)/2n0H = (P0/2n0H) K(k, H). (15) На рис. 19 приведены графики s(kH)/E для разных значений.

Показано, что s(kH) с точностью до постоянного множителя совпадает с передаточной функцией K(k, H) и зависит только от пространственной частоты и параметров материала. В результате, для гармонической нагрузки может быть решена обратная задача P(x) = S(x)/K(k, H).

Используя преобразование Фурье, для нагрузки P(x, y) имеем S(x, y) = {[P(x, y)](, )·KH(, )}(x, y), (16) где, операторы прямого и обратного преобразования Фурье, при этом k = (2 + 2)-1/2. Используя (16), для передаточной функции KH(, ) имеем:

KH(, ) = [S(x, y)](, )/[P(x, y)](, ). (17) Т. е. слой вещества может быть прокалиброван, и для известной передаточной функции по интерферограммам можно найти распределение давления:

P(x, y) = -1{[S(x, y)](, )/KH(, )}(x, y).

Передаточная функция может быть найдена по соотношению (15). Возможно ее определение и с помощью калибровок (17). Для этого достаточно знать ее зна чение в двух точках, в качестве которых удобно брать KH(0) и в максимуме при kH 2. Отклик слоя на одностороннее сжатие в барокамере позволяет опреде лить значение KH(0). Для нахождения максимума определялся отклик вблизи Рис. 19. Отклик слоя на гармоническую на kH 2 на известную нагрузку. В качестве грузку при Е = 1. Аналитическое решение.

последней использовалась ламинарная цилиндрическая струя, ортогонально па дающая на плоскую поверхность. Отно шение длины L трубки, из которой выду вается струя, к ее диаметру составляло L/d 50, что обеспечивало на выходе па раболический профиль. Вводятся без б а размерные параметры h* = h/d рас стояние от оси выходного сечения труб ки до стенки и x* = x/d координата вдоль поверхности от максимума давле ния. Зависимость давления на поверхно сти от расстояния до оси r* = r/d находи в лось с помощью дренажных измерений, а Рис. 20. Визуализация давления при также по известным эмпирическим фор постепенном увеличении скорости мулам [6] струи: а – численное моделирование;

б, в – экспериментальные данные. 2 p(r*)/p(0) = exp(c r* ), (11) 0.1 0. где c = 1.48h* при h* 6.2 и c = 5.4h* при h* 6.2. Для найденной пере даточной функции численно смоделированы визуализации поля давления (рис. 20, а). Соответствующие им экспериментальные данные представлены на рис. 20, б. При повышении скорости струи возникают поперечные колебания, что приводит к появлению неустойчивости (рис. 20, в).

На рис. 21 приведены результаты регистрации давления от струи, набе гающей под углом на плоскую поверхность. Использовался датчик H = 4 мм.

Показаны типичные интерферограммы, зарегистрированные в процессе экспе римента (поток слева) и изображения с вычитанием базового кадра визуали зация в муаровых полосах. Современное оборудование позволяет проводить вычитание и получать наглядную информацию о структуре течения в реальном режиме времени. В зоне контакта струи с поверхностью наблюдается максимум давления, далее по потоку область возмущений. При увеличении дав ления растут поперечные размеры струи, возрастает давление в точке контакта и амплитуда возмущений. а б Эти возмущения, называемые псев дозвуковыми волнами, генерируют ся пульсирующей точкой контакта, и связанное с ними колебание давле ний знакопеременно. При дальней- в г шем увеличении давления струя полностью переходит в нестацио нарный режим. До настоящего вре мени не существовало методов, по зволяющих в темпе эксперимента визуализировать изменение давле ния p ~ 1 мм. вод. ст. Разработан ный метод предоставляет такую возможность.

Рассматриваемые датчики мо- е гут быть чувствительны одновре- Рис. 21. Интерферограмма без струи (а) и со струей (б);

визуализация давления в муаро менно и к изменению давления, и к вых полосах от струи набегающей на поверх тепловым потокам. На рис. 22 пред- ность (в, д). = 250, h* = 2 (в, г) и = 450, ставлен пример визуализации тепло- h* = 5.2 (д);

е S и P вдоль оси струи (в).

вого потока от струи воздуха, заре гистрированного подобным датчиком. Спустя некоторое время после включе ния, струя была резко остановлена, что позволило зафиксировать сдвиги полос, связанные лишь с нагревом датчика. Четко регистрируется нулевая полоса, со ответствующая Q = 0. Это говорит о наличии отрыва в данной области. Таким образом, становится возможной регистрация на одном датчике двух парамет ров: давления и тепловых потоков. В диссертации даны рекомендации по ис пользованию одного покрытия для одно временной регистрации этих параметров.

Иногда, как и при измерении трения, регистрация тепловых потоков и давления в зеркально отраженном свете сопряжена с рядом трудностей. Использование диф фузного излучения позволяет обойти эти проблемы. При этом регистрируемые изо Рис. 22. Визуализация тепловых потоков.

бражения модулированы спекл структурой. В работе рассматриваются подходы, позволяющие реализовать данные методы с использованием спекл-технологий. На рис. 23 представлены результаты визуализации давления от дозвуковой струи. Одна поверхность дат чика была матовой, другая отражающей. Давление в максимуме составляло около 5 см вод. ст. На рис. 23, а датчик изготовлен из вещества с большим вре менем отклика, а на рис. 23, б с малым. Использовался импульсный лазер с длительностью импульса 7 нс.

а б Рис. 23. Поле давления от струи, распространяющейся вдоль поверхности.

Давление в максимуме P 5 см. вод. ст.

Для подтверждения возможности применения метода при исследованиях быстропротекающих процессов проведена визуализация ударной волны в удар ной трубе. Перепад давления p = 1.6 атм, скорость фронта 450 м/с. На окно ударной трубы был нанесен датчик с диффузной поверхностью. Использова лось покрытие с K(0) = 15 см. вод. ст. Результаты показаны на рис. 24. Фронт волны четко локализуется. Здесь же представлены результаты обтекания цилин дра, установленного поперек канала. Отчетливо наблюдается изгиб фронта ударной волны. Пространственное разрешение схемы не позволило определить величину скачка давления. По оценкам, сдвиг полос на скачке составляет N 100. При тех же параметрах проводилась визуализация теневым методом.

С точностью до повторяемости параметров процесса положение волны, регист рируемое обоими методами, совпадает.

В заключении представлены основные результаты работы.

В результате проделанной работы разработаны новые методы и подходы, расширяющие возможности использования панорамных оптических методов в аэрофизическом эксперименте и позволяющие получать экспериментальные данные, недоступные при использовании других методов.

1. Разработан теневой АВТ-метод с визуализирующим элементом в виде слоя фототропного вещества, позволивший впервые визуализировать дозвуко вые потоки с характерными скоростями V 1 м/с. Метод эффективен при не контролируемом смещении оптических элементов и дает возможность визуали зировать слабые возмущения на фоне сильных градиентов плотности. При ис следовании оптического разряда позволил подтвердить критерии объединения ударных волн и исследовать эффект выноса газа из зоны неподвижного ОПР.

2. Разработан метод обработки интерферограмм, позволяющий регистриро вать сдвиг интерференционных полос N ~ 1 / K (K количество градаций се рого фотоприемника), что недостижимо для стандартных методов обработки.

Метод позволил зафиксировать влияние МГД-эффекта на положение присое диненного скачка уплотнения при обтекании плоских клиньев гиперзвуковым потоком (М = 8). Результаты оптических измерений отклонения скачка хорошо согласуются с результатами численных расчетов.

3. Предложен способ регистрации интерферограмм с формированием опорной волны от отдельного источника света. Впервые в мире зарегистриро ваны интерферограммы потоков с формированием опорной и предметной волн от отдельных источников света. Способ может быть использован на любой ус тановке, оснащенной теневым прибором, и позволяет исследовать неоднород ности с размерами вдоль распространения излучения до нескольких десятков метров, что невозможно с применением стандартных схем.

4. Внедрен метод лазерного ножа на сверхзвуковой аэродинамической тру бе с закрытой рабочей частью Т-313, работающей на чистом осушенном возду хе. Применение метода позволило расширить карту течений формирующихся при обтекании треугольных крыльев и экспериментально доказать возможность существования комбинированного отражения скачков уплотнения. Опыт использования мето да на Т-313 послужил основой для его реализа ции и на других, в том числе и дозвуковых, ус тановках.

5. Предложен и экспериментально обосно ван способ панорамных лазерных доплеровских измерений скорости. Сформулированы основ ные принципы компоновки двухлучевых интер ферометров, использующихся для этой цели и позволяющих получать интерферограммы диф фузных объектов в прямолинейных эквиди стантных полосах. Приведены оптические схе мы их реализации.

6. Развит оптический метод измерения по верхностного трения. Получены соотношения, Рис. 24. Визуализация давле позволяющие по интерферометрическим дан- ния на стенке ударной трубы.

ным восстанавливать значение поверхностного трения. Метод пригоден как при дозвуковых, так и сверхзвуковых режимах об текания, в том числе и в случаях, когда другие методы не позволяют получать адекватную информацию о данном параметре.

7. Развит метод регистрации температуры поверхности с использованием ЖК-покрытий, позволяющий проводить измерения с применением черно-белых телекамер. По сравнению со стандартными методиками метод обладает более высокой чувствительностью и более широким динамическим диапазоном.

8. Отработана методика регистрации тепловых потоков. В приближении од номерности и линейности тепловой задачи получены общие соотношения, по зволяющие по интерферометрическим данным восстанавливать поверхностное распределение теплового потока.

9. Отработана методика регистрации полей давления. В приближении ли нейности задачи упругости получены общие соотношения для отклика баро чувствительного покрытия, позволяющие по интерферометрическим данным восстанавливать распределение давление на исследуемой поверхности.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. В 10-ти т. Т. VII. Тео рия упругости: Уч. пособие. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1987. 248 с.

2. Тищенко В. Н., Аполлонов В. В., Грачев Г. Н., Гулидов А. И, Запряга ев В. И., Меньшиков Я. Г., Смирнов А. Л., Соболев А. В. Взаимодействие опти ческого пульсирующего разряда с газом: условия стабильной генерации и объ единения ударных волн // Квантовая электроника. 2004. Т. 34, № 10. С. 941-947.

3. Malmuth N. D., Krivtsov V. M., Soloviev V. R. Quick, gridless estimations of MHD effects on hypersonic inlet ramp shocks. AIAA 2004-0862. 2004.

4. Tanner L. H., Blows L. G. A Study of the Motion of Oil Films on Surfaces in Air Flow, with Application to the Measurement of Skin Friction // J. of Physics E:

Scientific Instruments. March 1976. Vol. 9. З. 194- 5. Монсон Д. Дж., Хигучи Х. Измерение поверхностного трения с помощью двухлучевого лазерного интерферометра // Ракетная техника и космонавтика.

1981. Т.19, N8.

6.

7. Юдаев Б. Н., Михайлов М. С., Савин В. К. Теплообмен при взаимодейст вии струй с преградами. М.: Машиностроение, 1977. 248 с.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Бойко В. М., Оришич А. М., Павлов А. А., Пикалов В. В. Теоретические основы и методы оптической диагностики в аэрофизическом эксперименте.

Учебн. пособие. Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т. 2008. 412 с.

2. Максимов А. И., Павлов А. А.. Развитие метода лазерного ножа для ви зуализации потока в сверхзвуковых аэродинамических трубах // Уч. записки ЦАГИ, 1986. Т. 17, № 5. С. 5- 3. Nikiforov S. B., Pavlov A. A., Fomichov V. P. The Use of Field Interferometers for Panoramic LDA // 9th (millenium) International Symposium on the Flow Visuali zation: Proc. Edinburg, 2000. З. 226.1-226. 4. Корнилов В. И., Павлов А. А., Шпак С. И. К методике измерения поверх ностного трения оптическим методом в сверхзвуковом потоке // Сибирский фи зико-технический журнал. 1991, вып. 6. С. 47- 5. Жаркова Г. М., Коврижина В. Н., Корнилов В. И., Павлов А. А. Метод ре гистрации полей температур с помощью жидкокристаллических покрытий // Теплофизика и аэромеханика. 1996. Т. 3, № 4. С. 369- 6. Kornilov V. I., Nikiforov S. B., Pavlov A. A. A Modification of GISF Meter Utilizing Diffuse Light Scattering // 9th (millenium) International Symposium on the Flow Visualization: Proc. Edinburg, 2000. P. 174.1-174. 7. Голубев М. П., Павлов А. А., Павлов Ал. А., Шиплюк А. Н. Оптический метод регистрации тепловых потоков // Прикладная механика и техническая физика. 2003. Т. 44, № 4. С. 174- 8. Фомин В. М., Фомичев В. П., Головнев И. Ф., Малмус Н. Д., Павлов А. А., Поздняков Г. А., Правдин С. С., Яковлев В. Н. Особенности МГД воздействия на сверхзвуковой потоквоздуха ионизированного электронным пучком при обтека нии клина // Int. Conference on the Methods of Aerophysical Research: Proc. Vol. 5.

Novosibirsk, 2004. Novosibirsk, P. 93- 9. Запрягаев В. И., Локотко А. В., Павлов А. А. Газодинамическая структура начального участка плоской перерасширенной затопленной струи // Теплофизи ка и аэромеханика. 2005. Т. 12, № 1. С. 61- 10. Pavlov A. A., Pavlov Al. A., Golubev M. P. Interferogram registration with a reference beam forming from a separate light source // 12th International Symposium on Flow Visualization (ISFV-12): Proc. Goettingen, 2006. CD Rom Proceedings ISBN 0-9533991-8-4, ISFV-12-3.3. Paper 154:1-12 p.

11. Павлов А. А., Павлов Ал. А., Голубев М. П. Использование фототропных материалов в качестве адаптивных визуализирующих транспарантов в теневых приборах // Труды IX международной научно-технической конференции Опти ческие методы исследования потоков. М.: изд. МЭИ, 2007. С. 170- 12. Грачев Г. Н., Пономаренко А. Г., Тищенко В. Н., Смирнов А. Л., Трашке ев С. И., Стаценко П. А., Зимин М. И., Мякушина А. А., Запрягаев В. И., Гули дов А. И., Бойко В. М., Павлов А. А., Соболев А. В. Объединение ударных волн, создаваемых движущимся оптическим пульсирующим разрядом // Квантовая электроника. 2006. Т. 36, №5. С. 470-

 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.