Ударные волны излучение

Рассмотрим очень сильную ударную волну, распространяющуюся по холодному газу, и предположим, что потоки излучения по обе стороны фронта равны нулю. Предположим также, что за фронтом ударной волны излучение равновесно (не интересуясь здесь вопросом о процессе установления равновесия). Таким образом, мы рассматриваем задачу с чисто термодинамической точки зрения, как это обычно делается при выводе ударной адиабаты ). Подчеркнем, что мы рассматриваем нерелятивистский случай, когда скорости ударной волны и вещества гораздо меньше скорости света, и энергии вещества и излучения гораздо меньше энергии покоя вещества. Введем в уравнения сохранения потоков импульса и энергии на фронте ударной волны энергию и давление излучения за фронтом ev , Рх1 (см. 13 гл. I и 17 гл. II). Законы сохранения на фронте запишутся в виде [c.184]

Условия (90,12—13) отвечают наличию у уравнения (90,10) комплексных корней, удовлетворяющих требованиям (90,11). Но в определенных условиях это уравнение может иметь также и корни с вещественными со и kx, отвечающие уходящим от разрыва реальным незатухающим звуковым и энтропийным волнам, т. е. спонтанному излучению звука поверхностью разрыва. Мы будем говорить о такой ситуации как об особом виде неустойчивости ударной волны, хотя неустойчивости в буквальном смысле здесь нет, — раз созданное на поверхности разрыва возмущение (рябь) неограниченно долго продолжает излучать волны, не затухая и не усиливаясь при этом энергия, уносимая излучаемыми волнами, черпается из всей движущейся среды ). [c.475]

Рассматривая в 93 строение ударной волны, мы по существу предполагали, что коэффициенты вязкости и температуропроводности — величины одного порядка, как это обычно и бывает. Возможен, однако, и случай, когда .Именно, если температура вещества достаточно высока, то в теплопроводности будет участвовать добавочный механизм — лучистая теплопроводность, осуществляемая находящимся в равновесии с веществом тепловым излучением. На вязкости же (т. е. на переносе импульса) наличие излучения сказывается в несравненно меньшей степени, в результате чего v и может оказаться малым по сравнению с х- Мы увидим сейчас, что наличие такого неравенства приводит к весьма существенному изменению структуры ударной волны. [c.497]

СНИЖЕНИЕ ПОРОГА ОПТИЧЕСКОГО ПРОБОЯ ВОЗДУХА НА ФРОНТЕ УДАРНОЙ ВОЛНЫ В ИЗЛУЧЕНИИ НЕОДИМОВОГО ЛАЗЕРА [c.152]

В дальнейшем была использована теневая установка с подсветкой исследуемой зоны ответвленной и преобразованной во вторую гармонику частью излучения второго лазера. Длительность подсветки, таким образом, составляла 15 не. Оптический пробой однозначно локализовался на фронте ударной волны, расходящейся от очага оптиче- [c.154]

Диффузные туманности бывают трех типов. Эмиссионные туманности (зоны НИ) возникают вокруг горячих звезд, ультрафиолетовое излучение которых ионизует окружающий межзвездный газ. В отражательных туманностях межзвездная пыль подсвечивается яркими звездами более позднего спектрального класса (менее горячих), чем В2. В остатках вспышек сверхновых излучают нагретый ударной волной газ и релятивистские электроны (рис. 45.38). [c.1218]

Таким образом, на основании изложенного решение задачи о динамическом расширении сферической полости при взрыве строится при следующих предположениях 1) движение имеет сферическую симметрию и проходит в радиальном направлении 2) движение продуктов взрыва после излучения в среду ударной волны, которая уменьшает первоначальную энергию заряда, является равномерным и адиабатическим 3) среда в пластическом состоянии несжимаема, ее движение подчинено соответствующим определяющим уравнениям и условию [c.88]

Как изменится отход ударной волны от обтекаемой поверхности сферы, если учесть излучение теплоты газом, находящимся между скачком и поверхностью тела в окрестности точки полного торможения [c.477]

Процессы переноса энергии в форме излучения, как показывают расчеты, могут также существенно повлиять на параметры газа за скачком. Излучение газа обусловливает значительное уменьшение температуры и, как следствие, повышение плотности в ударном слое и на поверхности обтекаемого тела. Такое повышение плотности, особенно заметное вблизи точки полного торможения, приводит к уменьшению отхода ударной волны. [c.497]

Пособие написано на основе спецкурса, читаемого авторами на физическом факультете МГУ, и содержит материал, отражающий современное состояние важного раздела механики сплошных сред. Наряду с традиционными включены вопросы, получившие интенсивное развитие в последние годы. Подробно рассмотрены эволюция конечных возмущений в сплошной среде, взаимодействие и устойчивость ударных волн разобраны особенности распространения ударных волн в термодинамически неравновесных газах и твердых телах обсуждаются физические эффекты, сопровождающие распространение ударных волн в ионизированных газах и твердых телах. Исследуется явление световой детонации, сопровождающее взаимодействие мощного-лазерного излучения с веществом. [c.2]

До сих пор мы считали, что фронт ударной волны совпадает с фронтом волны поглощения лазерного излучения. Возможен, однако, случай, когда фронт волны поглощения распространяется по газу и без ударной волны (например, за счет механизма теплопроводности). Это приводит к более глубокой аналогии между горением и процессами, связанными с распространением волны поглощения лазерного излучения в газе. Аналогия состоит в том, что скорость X химических реакций при горе- [c.104]

В зоне между фронтом ударной волны и точкой на оси х, где электронная температура Те имеет максимум, происходит сильное поглощение лазерного излучения. [c.114]

Применение взрывчатых веществ — один из способов получения сильных ударных волн. За фронтом сильной ударной вол- ны при достаточно больших числах Маха благодаря резкому повышению температуры (газ в момент взрыва, находившийся при атмосферном давлении и комнатной температуре, испытывает примерно десятикратное сжатие и нагревается до температуры 10 -1-10 К) происходят возбуждение внутренних степеней свободы молекул, различные химические реакции, излучение света и другие процессы. В среде при этом возникает сложное неустановившееся течение, в котором наряду с основной ударной волной существуют другие поверхности разрыва (вторичные ударные волны, контактные поверхности). [c.116]

Рассмотрим поле течения за отошедшей ударной волной, возникающей при обтекании с гиперзвуковой скоростью тела вращения, при условии, когда непосредственно за ударной волной влияние излучения на течение существенно, а влиянием вязкости и теплопроводности газа можно пренебречь. Решение поставленной задачи, очевидно, будут определять следующие параметры [c.192]

При работе лазера в режиме модулированной добротности возникающий в процессе воздействия лазерного излучения импульс отдачи приводит к образованию ударной волны в материале, в результате чего происходит шоковое лазерное упрочнение [41, 59, 68]. [c.11]

Наибольшая твердость стали наблюдается при облучении импульсом ОКГ длительностью 10 с, наименьшая — при механическом воздействии, а при воздействии импульса 10 с она имеет промежуточное значение. Механизм процессов, происходящих при воздействии излучения длительностью 10 с, может быть представлен так [33]. На поверхности материал под действием лазерного излучения переходит в плазменное состояние. В результате расширения плазмы образуется ударная волна, давление которой может достигать довольно большого значения. Распространяясь вглубь материала, ударная волна может приводить к необратимым процессам в материалах, вызывать пластическую деформацию. [c.23]

Ударная волна создается в результате мгновенного импульсного воздействия на поверхность материала, вследствие чего тонкий поверхностный слой быстро испаряется. Давление этой волны и интенсивность механического воздействия определяются плотностью мощности лазерного излучения и теплофизическими характеристиками материала поверхностного покрытия (отражательной способностью, энергией сублимации и ионизации обрабатываемого материала). Облучению подвергали образцы без покрытий, с прозрачным кварцевым покрытием, с покрытием в виде свинцовой фольги, а также с комбинированным покрытием кварцем и свинцом. При воздействии излучения на свинцовое покрытие из-за низкой энергии сублимации свинца это покрытие испаряется раньше, чем слой железа (подложка), вследствие чего увеличивается импульс отдачи, а следовательно, и давление ударной волны. Покрытие кварцем способствует ограничению испарения металла. [c.24]

Если ударная волпа распространяется в пеионизованном газе, то опережающее ударную волну излучение приводит к образованию свободных электронов перед скачком уплотнения. Как мы увидим в 13.3, присутствие даже нескольких свободных электронов перед скачком температуры ионов и нейтральных частиц способствует более быстрому установлению ионизационного равновесия за скачком уплотнения. Этот эффект, в частности значение изменения фотоэлектрического эффективного сечения в зависимости от частоты фотона, рассмотрен Ветзелом [161. [c.457]

Исследования теплообмена на поверхности летат. аппаратов также проводят на моделях в А. т., соблюдая условия подобия. В случаях, когда необходимо учитывать влияние физ.-хим. превращ,ений за ударными волнами, излучение газа и т. п., исцоль-зуются ударные А. т., в к-рых темп-ры достигают значений- 8000— 15 ООО К. При этом длительность эксперимента составляет 10 мс. Однако исследования теплозащиты поверхности летат. аппаратов и теплообмена можно проводить пр более Низких темп-рах, обеспечивая достаточную длительность эксперимента. В этом случае применяются элект-родуговые А. т. (рис. 3), в к-рых воздух, подаваемый в форкамеру сопла, подогревается в электрич. дуге [c.44]

Предлагается качественнш модель формирования ППС ближ-ней зоны . Лазерное излучение испаряет материал покрытия, формируя факел паров, распространяющийся в ближайшей окрестности пятна фокусировки со сверхзвуковой скоростью. 1 1а фронте ударной волны реализуются условия для плазмообразования в поле лозерного [c.96]

При входе ракетного аппарата в плотные слои атмосферы с большой скоростью воздух за ударной волной может иметь высокую температуру. В этих условиях даже при очень небольших значениях степени черноты диссоциированного н ионизированного воздуха в окрестности передней критической точки возникают значительные потоки энергии излучения от раскаленного воздуха к поверхности ракеты, возрастающие с увеличением скорости и уменьшением высоты полета. Расчеты, основанные па экспериментальных данных для отдельных газов, показывают, что при Т = = 12 000° К и нормальной плотности воздуха степень черноты газового слоя, толш,ина которого равна расстоянию от поверхности ракеты до ударной волны, составляет - 0,1. При Т = 8000° К и [c.437]

Ударные волны в твердых телах получают с помощью взрывчатых веществ, при соударении, при воздействии на поверхность твердого тела мощным лазерным излучением. При больщих давлениях касательные напряжения в твердом теле можно не учитывать. [c.38]

Подвод энергии к ударной волне для поддержания ее амплитуды может осуществляться не только за счет быстрых экзотермических реакций, но и другими способами. Например, за счет интенсивного поглощения лазерного излучения ударносжатым газом за фронтом ударной волны (световая детонация), при распространении ударных волн по неравновесному газу, когда за волной внутренняя энергия различных степеней свободы молекул переходит в поступательную энергию, и т. п. [c.88]

ЧТО скорость детонации велика Ос = Ос, а давление после зоны химической реакции рв меньше р2 — давления в точке Жуге. Режим недосжатой детонации, возбуждаемый в ВВ ударной волной, невозможен. Это связано с тем, что прямая Михельсона, вдоль которой происходит изменение состояния в зоне реакции, в этом случае проходит через область, где нет условий для протекания химической реакции. Недосжатые или слабые детонационные волны могут быть получены, если применять другие способы инициирования химической реакции (например, с помощью лазерного излучения). [c.97]

Рис. 5.7. Разлет плазмы, образующейся при фокусироиании излучения рубинового ОКГ на поверхность преграды в воздухе а—временная развертка самосвечения вдоль луча, излучения ОКГ, б — теневой снимок, 1 — преграда, 2 — фронт ударной волны (стрелкой показано направление излучения

Дозвуковая радиационная волна возникает в случае, если ударная волна прозрачна для лазерного излучения, поглощаемого в плазме. Перемещение плазменного фронта в газе, движущемся за фронтом ударной волны, происходит благодаря радиационному механизму со скоростью, меньшей местной скорости звука. В результате этого волна поглощения лазерного излучения отстает от уходящей вперед ударной волны, а давление выравнивается по всему нагретому объему газа. Сверхзвуковая радиационная волна обычно приходит на смену светодетонационной при высоких значениях интенсивности лазерного излучения, когда радиационный механизм перемещения зоны поглощения лазерного излучения становится более эффективным по сравнению с гидродинамическим. В этом случае скорость радиационной волны превышает местную скорость звука в плазМе, вследствие чего фронт радиационной волны опережает ударную волну. [c.106]

При детонационном режиме газ сжимается и нагревается ударной волной до состояния А, лежащего на ударной адиабате. Затем газ за ударной волной, получая дополнительную энергию за счет поглощения потока излучения Р, расширяется вдоль прямой А2 и достигает точки Жуге к моменту окончания знерговыделения. Переход от состояния А к состоянию 2 может быть исследован только с учетом внутренней структуры разрыва . [c.109]

Найдем зависимость радиуса Н сферической ударной волны, движущейся в светодетонационном режиме, от времени t, прошедшего с момента начала лазерного импульса. Пусть мощность ш лазерного импульса не зависит от времени t. Тогда поток излучения запишется в виде [c.109]

Гидродинамический режим распространения волны поглощения, вызванной ионизацией за ударной волной, со скоростью, превышающей скорость нормальной детонации (5.34), невозможен. Такому случаю соответствовало бы сжатие за ударной волной до состояния А на ударной адиабате с последующим расширением газа во время поглощения лазерного излучения вдоль отрезка прямой А 1 до точки В на ударной адиабате волны поглощения. Но в состоянии В скорость распространения волны по нагретому газу О оказывается дозвуковой. Расширение нагретого газа за такой волной тотчас бы ослабило и замедлило волну, переводя ее в режим нормальной детонации (из точки В в точку 2). Такой режим аналогичен пересжатбй детонации. Для того чтобы светодетонационная волна распространялась со скоростью большей, чем это может обеспечить поглощение лазерного излучения, должно быть дополнительное выделение энергии. Однако в условиях опытов таких дополнительных факторов нет, и, следовательно, отклонения от режима нормальной детонации невозможны. [c.110]

При уменьшении потока интенсивности лазерного излучения уменьшаются температура и степень ионизации плазмы за фронтом ударной волны. По этой причине возрастает длина пробега излучения в плазме (толщина поглощающего слоя). По аналогии с теорией обычной детонации можно определить пороговое значение для интенсивности лазерного излучения, при котором еще возможен режим световой детонации. Естественно считать, что слой поглощающей плазмы за ударной волной расширяется не только в направлении движения ударной волны, но и в боковых направлениях. Отношение потерь энергии на боковое расширение к затратам на расширение в направлении движения ударной волны характеризуется отношением боковой поверхности цилиндрической зоны реакции 2лг1 к площади фронта яг , т. е. величиной //г. Волна световой детонации может существовать при условии, что /Сг. При радиусе светового канала г 10 -ь10 см длина пробега лазерного излучения становится сравнимой с г при температуре Т 20 000 К, чему соответствует пороговый световой поток / св 10 Вт/см2. При интенсивностях лазерного излучения ниже порогового режим световой детонации невозможен. Так как Рсв<.Рп, то режим световой детонации можно поддерживать меньшими световыми потоками, чем это требуется для первоначального создания плазмы и ударной волны. [c.111]

Рассмотрим установившееся движение плоской ударной волны навстречу лазерному излучению. Интенсивность лазерного излучения Р считаем постоянной. Газ перед волной неподвижен и характеризуется начальной плотностью частиц Л о- Тепловое излучение плазмы ионизирует слой газа перед фронтом светодетонационной волны. При значениях Го и Л о соответствующих светодетонационному режиму, начальная ионизация газа непосредственно перед фронтом равна aeг<10 . Пробег ионизующих квантов не превышает миллиметра, поэтому в нескольких миллиметрах от фронта газ вообще не ионизован. Температура электронного газа перед фронтом Те определяется равновесием между поглощением лазерного излучения и потерями энергии при столкновениях. В светодетонационном режиме для водорода, гелия и аргона величина Те равна Те -н2 эВ. Время от начала фотоионизации очередного слоя газа до прохождения фронта волны через этот слой порядка 10 с. Передачей энергии от электронов к атомам можно пренебречь (из-за большого различия в массах атома и электрона), поэтому для температуры атомов (и ионов) перед фронтом справедлива оценка Т < Те. [c.112]

Уравнение (7.10.4) представляет собой уравнение пеэе-носа излучения для направлений от тела к ударной волне (спектральная энергетическая яркость Lx), а (7.10.5) — уравнение переноса от ударной волны к телу (спектралы ая [c.442]

Таким образом, качественная картина развития трещин в композитах может выглядеть следующим образом. В матрице, возмущенной присутствием стохастически распределенных неоднородностей, инициируется цилиндрическая ударная волна, которая по мере продвижения от канала разряда вырождается в волну сжатия, и волны, набегая на неоднородности, создают вокруг них локальные области повышенных напряжений, которые могут вызвать разупрочнение границы включение-матрица, вплоть до образования микротрещин. Рост трещин, которые в нашем случае начинаются от источника нагружения и развиваются радиально к периферии образца, происходит под действием упругой энергии, запасаемой в матрице. От канала разряда отходит определенное количество трещин, зависящее от параметров нагружения (максимального давления в канале разряда), а магистральными, т.е. прорастающими до конца образца, становятся те, которые направлены в сторону наиболее опасного сечения. Роль источника информации для определения предпочтительного направления развития трещин могут играть волны релаксации напряжений, интенсивность излучения которых наибольшая из областей расположения включений. Волны напряжений, генерируемые развивающейся магистральной трещиной, взаимодействуют с дефектными структурами в областях неоднородностей, также ориентируя движение трещин на включения. Таким образом, следует [c.140]

Скорость реакции (1.47) Левитт [69] исследовал методом ударных волн в области температур 1800—2200 "К-Опыты выполнены для смеси N0. с аргоном (PnoJPat = = 1/9) при измерении интенсивностей излучения на дли- [c.31]

Ракета с зат>отле ным носком входит в земную атмосферу. Скорость ракеты на высоте 60000 м, ра вна 6000 м1сек. Радиус кривизны носка 1,8 м. Вычислите плотность теплового потока в критической точке, пренебрегая излучением высокотемпературных диссоциированных газов за ударной волной. Вычислите также равновесную температуру поверхности, в критической точке. Считайте, что поверхность теплоизолираваяа и излучает в 01кружак>щую среду, как черное тело. Определите. скорость абляции мм мия) графитового защитного экрана носка ракеты. [c.407]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...