Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, ИТПМ СО РАН, СПбПУ, ИМех МГУ

Тема: Тепловые и динамические эффекты в магнитоплазменной аэродинамике

Автор: Валентин Анатольевич Битюрин (ОИВТ РАН) valentin.bityurin@gmail.com

Обсуждается важная с точки зрения многих приложения проблема соотношения тепловых и динамических эффектов в газоразрядной, вообще говоря, неквазинейтральной плазме в присутствии внешних электрических и магнитных полей. Основное внимание уделяется бесконтактным механизмам передачи импульса от внешних систем с помощью электрических и магнитных полей. Воздействие объемной силы Лоренца F = ∑qk (E + wk×B) с неизбежностью сопровождается диссипацией части работы, совершаемой электрическим полем по перемещению зарядов в среде, в виде джоулева тепловыделения. Часто, однако, при анализе работы плазмодинамических актуаторов пренебрегают тепловой составляющей воздействия, несмотря на то, что тепловыделение влечет за собой неоднородное в пространстве повышение давления и, соответственно, движение среды. В докладе на базе весьма грубых оценок и нескольких типичных примеров численного моделирования работы плазменных и магнитогидродинамических актуаторов показывается, что влияние возмущений давления на движение среды, как правило, должно быть учтено наряду с вкладом от «прямого» воздействия объемных сил. На рисунке приведены распределения концентрации электронов (от 0 до 2×1012 см-3) вблизи осесимметричного диэлектрического тела с внутренним заземленным электродoм в дозвуковом потоке воздуха в синусоидальном высокочастотном поле на различных фазах  одного периода. На таких частотах изменения объемной электростатической силы определяются в основном именно поведением электронной компоненты.