Исследование распространения, локализации и распада субмикросекундного разряда в неоднородных средах и высокоскоростных потоках тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат наук Шурупов, Михаил Алексеевич

• Шурупов, Михаил Алексеевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Шурупов, Михаил Алексеевич

Оглавление

Введение

Глава 1 (литературный обзор)

1.1. Физический механизм формирования канала длинного искрового разряда

1.2. Распад послеразрядной тепловой каверны

1.3. Обзор методов интенсификации смешения в высокоскоростном потоке

1.4. Особенности экспериментальных методов изучения быстропротекающих газодинамических процессов

Глава 2. Описание постановки эксперимента и методик проведения измерений

2.1. Установка для исследования динамики распространения и распада импульсного разряда в неподвижном воздухе

2.2. Методы визуализации

2.3. Определение степени смешения по спектру излучения пробного разряда

Глава 3. Локализация разрядного филамента

3.1. Механизм распространения и локализации разрядного филамента

3.2. Исследование особенностей локализации разрядного филамента в неподвижном воздухе

3.3. Исследование особенностей локализации разрядного филамента в многокомпонентном потоке

3.4. О возможных механизмах локализации импульсного разряда

Глава 4. Газодинамический распад послеразрядного канала

4.1. Общая картина явления

4.2. О радиусе канала энерговклада при разряде

4.3. Релей-Тейлоровская неустойчивость границы послеразрядного канала

4.4. Струйные неустойчивости распада послеразрядного канала

4.5. Анализ неустойчивостей распада послеразрядного канала. Сравнение с расчетом

Глава 5. Смешение

5.1. Постановка задачи смешения

5.2. Исследование возможностей интенсификации смешения неоднородных сред при помощи импульсного разряда в неподвижном воздухе

5.3. Практическая схема актуатора

Выводы

А

* г

7

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование распространения, локализации и распада субмикросекундного разряда в неоднородных средах и высокоскоростных потоках»

Введение

Искровой разряд привлекает внимание исследователей в связи с развитием различных газоразрядных технологий. Среди них можно отметить следующие: возбуждение плазмохимических реакций в системах очистки сбросных газов, генерацию озона в барьерном разряде, создание высокоскоростных мощных искровых коммутаторов, модификацию условий обтекания скользящим разрядом различных тел для снижения газодинамического сопротивления, применение искровых разрядов для увеличения отдачи нефти в скважинах и т.д. В сферу интересов автора входят процессы развития и взаимодействия искровых каналов с неоднородными средами и высокоскоростными газовыми потоками. Искровой разряд характеризуется многообразием форм существования, и к настоящему времени не существует законченной теории, способной полностью описать все его проявления.

Исследованиям плазменных разрядов посвящено большое количество трудов. Широкий круг проблем физики газовых разрядов рассмотрен Ю.П.Райзером в [1]. Исследование сильноточных плазменных каналов связано с множеством практических задач, к числу которых относятся: физика молнии и молниезащиты, физика импульсных плазменных устройств, восстановление диэлектрической прочности промежутка после пробоя. Большой объем теоретических и экспериментальных данных собран в трудах [1,2,3,4,5], согласно которым большинство сильноточных плазменных каналов характеризуются высокой температурой [3,4], достаточной для термической ионизации [6]. Высокие температуры 20 кК), развивающиеся в разрядном канале, соответствую высокой степени ионизации газа ~ 0,2, что определяет его макроскопические свойства. Классической работой по физике сильно-ионизированных газов является монография Л.Спитцера [7].

Высокие темпы ввода энергии приводят к резкому расширению разрядного канала и формированию сильной ударной волны (УВ), отходящей от его поверхности. На начальном этапе такая УВ может нагревать газ до температур,

3

достаточных для термической ионизации. Механизм быстрого расширения проводящей зоны импульсного разряда впервые был рассмотрен Драбкиной С.И [8] и дополнен Брагинским С.И. [9]. При столь значительных темпах ввода энергии геометрия проводящего канала импульсного разряда оказывается критически важной с точки зрения газодинамического распада послеразрядного горячего канала [10]. Этот процесс является фундаментальным по отношению к восстановлению диэлектрической прочности разрядного канала. С газодинамической точки зрения распад послеразрядной тепловой каверны определяет то газодинамическое возмущение, которое можно инициировать в окружающей среде.

Импульсные разряды наносекундной длительности были исследованы многими авторами [3, 11, 12]. Диапазон токов разряда распространяется от токов молнии ~100 МА до импульсов наносекундного разряда ~ 1 А. Одним из часто применяемых подходов является разрядка высоковольтной емкости через разрядный канал. В расчетах чаще имеют дело с напряжениями ~20 кВ и ёмкостями 20 - 25 пФ, т.е. с относительно небольшой максимальной мощностью энерговклада. В данной работе постановка отличалась на порядок большими напряжениями и емкостью: 120 кВ и 367 пФ - соответственно, что обеспечивает суммарный энерговклад на уровне 2,5 Дж. Поэтому можно ожидать на несколько порядков больших темпов энерговклада и суммарной вложенной энергии в разрядный канал. Исследования импульсного разряда повышенной мощности являются актуальными благодаря идее использования сильноточной искры для внесения интенсивных возмущений в окружающую среду.

Реализация управления смешением, воспламенением и горением в высокоскоростных предварительно не перемешанных потоках является одной из наиболее важных задач при создании прямоточного реактивного двигателя (ПВРД и ГПВРД). Задача сложна, в частности, из-за короткого времени нахождения газа в камере сгорания ограниченной длины. Большинство практических схем ВРД предполагает прямую инжекцию топлива в высокоскоростной поток окислителя.

Процесс смешения компонент проходит две стадии: кинематического перемешивания и диффузии, на каждую из которых требуется определенное время, которое должно быть меньше или сравнимо с характерным газодинамическим временем - ¿/V, где Ь - длина камеры сгорания, V- скорость газа. Из-за конечной скорости химических реакций и смешения, с одной стороны, и из-за ограниченности доступного для завершения процесса горения времени, с другой стороны, возникает необходимость во внешнем воздействии для интенсификации этих процессов при минимальных потерях полного давления [13, 14, 15].

Плазменные разряды различных типов широко применяются для решения задач плазменной аэродинамики. Одними их первых работ по исследованию свойств плазменного разряда в потоке газа были работы Алферова В.И. [16]. Со времени указанных работ произведено много попыток осуществление плазменно инициированного воздействия как на структуру потока [17,18,19], так и на процесс горения топлива в потоке [20]. Для поддержания горения в потоке газа используются различные типы разрядов: разряды постоянного тока [21], СВЧ-разряда [22, 23], наносекундные и стримерные разряды [20, 24], а также их комбинации [25].

Анализ ситуации, проведенный с точки зрения воздействия электрического разряда на динамику газа в камере сгорания [26], показывает, что импульсно периодический разряд длительностью меньше микросекунды может быть эффективным низкоэнергетическим методом ускорения смешения и, возможно, интенсификации горения. Эффект быстрого турбулентного расширения послеразрядного канала в высокоскоростном потоке был зафиксирован экспериментально и детально описан в работах [27, 28, 29]. Можно выделить несколько механизмов воздействия коротко импульсного высоковольтного разряда на параметры газа и структуру газового потока, ограниченного стенками камеры сгорания:

быстрый локальный нагрев газа приводит к уменьшению времени индукции зажигания смеси и возникновению градиентов давления;

генерация ударных волн локально увеличивает температуру и давление, улучшает смешение за счет развития газодинамических неустойчивостей, особенно в двухфазном потоке;

диссоциация и ионизация молекул электронным ударом, а также фотодиссоциация и фото-ионизация воздуха и топлива приводит к наработке химически активных радикалов;

генерация вихревого движения и турбулентное расширение послеразрядного канала ускоряет смешение газов.

В данной работе основное внимание уделяется последнему механизму из приведенных выше. Выбор типа разряда (длинная искра субмикросекундной длительности) обусловлен, с одной стороны, малой по сравнению с газодинамическими временами длительностью / < 100 не, а с другой стороны -низким полным энерговкладом Е < 2 Дж/импульс при значительной мгновенной мощности (до 100 МВт). Влияние последнего параметра существенно сказывается на динамике распада послеразрядного канала. В охлаждающемся канале происходит развитие турбулентности, которая, как известно [29], может заменять молекулярную теплопроводность при охлаждении газа, резко увеличивая скорость охлаждения. В результате, неустойчивый распад перегретого канала происходит значительно быстрее, а возникающее турбулентное движение существенно интенсифицирует кинематическую фазу смешения компонент. Другой важной особенностью описываемого разряда является развитие крупномасштабных вихревых и струйных течений в газе после электрического разряда [28]. Развитие неустойчивостей такого сорта приводит к появлению разнонаправленных газовых течений, распространяющихся со значительной скоростью У> 100 м/с и влияющих на состояние газа в объеме, существенно превышающем начальную область электрического пробоя.

Таким образом, комбинация ударных волн, скоростных течений в масштабе продольного размера разрядного канала и возникающей при его охлаждении мелкомасштабной турбулентности позволяет рассматривать субмикросекундный

искровой разряд как перспективный инструмент для интенсификации смешения и стабилизации фронта пламени в условиях высокоскоростных камер сгорания. В данной работе приводятся данные экспериментального изучения динамики распада канала импульсного разряда и результаты соответствующего численного моделирования.

Целями диссертационной работы являются:

- фундаментальные исследования процесса распространения импульсного разряда в неоднородной газовой среде;

- исследование особенностей локализации разрядного филамента в неоднородной среде и высокоскоростном газовом потоке;

- исследование динамики неустойчивого распада послеразрядного канала;

- исследование возможности применения импульсного разряда для интенсификации смешения в неоднородной среде;

- разработка методов управления распространением и локализацией импульсного разряда;

- оптимизация конфигурации разрядного филамента для повышения эффективности воздействия на среду.

Актуальность темы

В последние десятилетия активно развиваются смежные с физикой газовых разрядов области науки, такие, например, как плазменная аэродинамика [15]. Применение электрических разрядов различного типа позволяет создавать устройства с малым временем отклика и в перспективе позволит решать задачи, недоступные для механических устройств. Одной из актуальных задач современной плазменной аэродинамики является поддержание горения в прямоточных двигателях. Широко используются решения этой задачи механическими-методами, обзор которых приведен в [30], однако большинство из них связаны с большими потерями полного давления в высокоскоростном потоке. Также опубликован ряд работ по поддержанию горения при помощи разрядов постоянного тока [21], СВЧ-разряда [23], а также наносекундных и стримерных

разрядов [20]. Большинство представленных работ нацелено на наработку химически активных частиц в разрядной плазме и не затрагивает непосредственно проблему смешения топлива с окислителем. Однако указанная проблема может являться лимитирующей стадией горения в условиях высокоскоростного потока.

Поставленные задачи предлагается решить при помощи плазменного актуатора на основе высоковольтного субмикросекундного разряда. Таким образом, актуальной становится задача исследования механизмов взаимодействия импульсного разряда с неоднородными газовыми средами

Задачи диссертационной работы

Целью настоящей работы является экспериментальное исследование механизмов взаимодействия импульсного филаментарного электрического разряда субмикросекундной длительности с неоднородной средой, в том числе, в высокоскоростном потоке, включая изучение процессов его распространения, локализации и распада. В соответствии с поставленной целью, перед автором были поставлены следующие научные задачи.

1. Изучение динамики распространения филаментарного электрического разряда субмикросекундной длительности и формирования сильноточного канала.

2. Исследование особенностей локализации канала протекания разрядного тока в неоднородной среде и высокоскоростном газовом потоке.

3. Изучение динамики и морфологии неустойчивого распада послеразрядного горячего канала.

В силу практической направленности работы к числу решаемых задач относятся также следующие.

4. Разработка методов управления распространением и локализацией импульсного разряда; оптимизация конфигурации разрядного филамента для повышения эффективности воздействия на среду.

5. Разработка и экспериментальная проверка метода определения локального соотношения концентраций газов на основе спектроскопии излучения пробного разряда.

6. Экспериментальное исследование процесса интенсификации смешения двухкомпонентной газовой среды мощным импульсным разрядом.

Научная новизна работы

В данной диссертационной работе изложены экспериментальные результаты по исследованию поведения нестационарных электрических разрядов в неоднородной среде и высокоскоростном потоке. Некоторые из них были получены впервые. В частности:

1. Детально исследован процесс распада послеразрядного канала филаментарного разряда субмикросекундной длительности. Подробно исследованы и описаны неустойчивости мелкого масштаба (неустойчивость Рэлей-Тейлора) и крупномасштабные (струйные) неустойчивости. Струйный тип высокоскоростных неустойчивостей обнаружен и описан впервые. На основе экспериментальных данных и результатов численного моделирования проведен анализ динамики развития обнаруженных неустойчивостей. Предложена физическая модель развития газодинамических возмущений, индуцированных импульсным разрядом.

2. Впервые описан и исследован эффект специфической локализации разряда при различных типах неоднородности среды. Исследован механизм распространения субмикросекундного разряда длительностью < 100 не в неоднородной среде с градиентом концентрации компонентов и в высокоскоростном потоке. Распространение разряда происходит в две стадии: распространение разветвленного стримерного «дерева» и непосредственный энерговклад в один из возможных каналов пробоя. Экспериментально установлены два типа взаимодействия импульсного разряда с градиентом концентрации, определяющие специфическую локализацию разрядного канала: взаимодействие

на стадии распространения стримеров и на стадии развития ионизационно-перегревной неустойчивости.

3. Экспериментально изучен процесс интенсификации смешения топлива с окислителем при помощи филаментарного разряда в широком диапазоне условий. Исследованы возможные схемы построения плазменного актуатора смешения на основе импульсного субмикросекундного разряда.

4. Разработан комплекс диагностики, включающий в себя систему визуализации газодинамических возмущений и метод определения локального соотношения концентрации газов. Визуализация газодинамических возмущений основана на теневой съемке по схеме Теплера с импульсной подсветкой. Предложен и реализован метод измерения локального соотношения концентраций газов на основе спектроскопии излучения пробного разряда. Разработанный комплекс диагностики применен для детального исследования процессов распространения, локализации и распада канала импульсного разряда. Возможности диагностического комплекса позволили исследовать процесс интенсификации смешения в неподвижном газе, в дозвуковом и сверхзвуковом газовых потоках.

Научно-практическая ценность работы

В настоящий момент плазменно-инициированное горение является перспективным направлением в области прикладной плазменной аэродинамики. Перемешивание топлива с окислителем в потоке является одной из лимитирующих стадий горения в целом. Разработанные на основе экспериментальных данных плазменные актуаторы могут стать ключевым элементом системы поддержания горения в высокоскоростном потоке, необходимой для создания гиперзвукового двигателя. Использование электрических разрядов в перспективе может решить задачу интенсификации смешения топлива с окислителем в высокоскоростном потоке без потери полного давления.

Полученные результаты могут быть использованы широким кругом специалистов, занимающихся импульсными газоразрядными технологиями и

техникой высоких напряжений. Механизм распространения стримеров и локализация филамента высоковольтного разряда, работающего в импульсном режиме, оказывают влияние на пробойные напряжения и геометрию энерговклада в разряд. Исследование газодинамического распада канала тесно связано с восстановлением диэлектрической прочности разрядного промежутка. Результаты исследования газодинамического распада послеразрядного канала могут быть использованы для генерации интенсивных газодинамических возмущений среды, с целью, например, интенсификации смешения компонентов среды. В тех областях техники, где требуется высокая скорость возбуждения возмущений и малое время отклика, исследованные эффекты играют решающую роль в работе всей системы.

Объединение первых двух частей работы позволяет разрабатывать комплексную систему управляемого возбуждения газодинамических возмущений в различных типах сред. Разработанные основы применения излучения пробного разряда для анализа степени смешения газов могут быть использованы для создания модульной системы измерения с гибкими параметрами.

Положения выносимые на защиту

¡.Результаты экспериментального исследования газодинамических неустойчивостей, возникающих при распаде послеразрядного канала. Детальный анализ причин возникновения неустойчивости Рэлей-Тейлора на основании экспериментальных данных, аналитической модели и численного расчета. Результаты экспериментального исследования струйной неустойчивости, возникающей в процессе распада послеразрядного канала при наличии сильной геометрической нерегулярности последнего. Детальный анализ причин возникновения указанной газодинамической неустойчивости на основании экспериментальных данных, аналитической модели и численного расчета.

2. Результаты экспериментального исследования механизмов взаимодействия стримерной и переходной стадии распространения разряда в условиях среды с градиентом концентрации компонентов, в частности, струи стороннего газа (СОг, N2, Не) в атмосферном воздухе и высокоскоростном потоке,

горячей струи в воздухе, аэрозолей жидкого топлива в атмосферном воздухе. Обнаружен эффект специфической локализации разрядного филамента в среде с градиентом концентрации веществ - филамент локализуется в зоне смешения стороннего газа с окружающей средой. Для объяснения явления предложены кинетическая и динамическая модели. В случае струи горячего воздуха разрядный канал локализуется внутри тепловой неоднородности, что определяется динамикой ионизационно-перегревной неустойчивости.

3. Создание диагностического комплекса, включающего визуализацию газодинамических возмущений инициированных высоковольтным импульсным разрядом, визуализацию взаимодействия разряда с неоднородными средами, определение локального соотношения концентраций газов на основе спектроскопии излучения пробного разряда.

4. Результаты экспериментального исследования процесса интенсификации смешения при помощи актуатора на основе высоковольтного импульсного разряда в неподвижном воздухе, высокоскоростных дозвуковом и сверхзвуковом потоках.

5. Методы возбуждения импульсного разряда с управляемой формой разрядного канала. Практические схемы плазменного актуатора смешения компонент в газовой фазе.

Достоверность полученных результатов

Приведенные в диссертации экспериментальные результаты получены на трех экспериментальных установках с привлечением различных измерительных методик. Аналогичные наблюдения и измерения выполнены в Принстонском университете, США. Результаты в значительной степени совпадают в части пересечения постановки эксперимента. Часть результатов сравнивается с данными численного анализа, показывающего качественное и, в ряде случаев, количественное совпадение. Результаты обсуждались с ведущими мировыми специалистами в области развития неустойчивости и распространения электрических разрядов. Таким образом, достоверность изложенных экспериментальных результатов является весьма высокой.

Апробация работы

Основные результаты работы были доложены лично автором и обсуждались на ряде международных и национальных конференций, симпозиумов, рабочих совещаний и семинаров, из которых наиболее значимыми являются: (1) International Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics, Moscow, Russia (20092013); (2) 7th International Colloquium on Pulsed and Continuous Detonations, St. Petersburg, Russia, (3) October 4-8, 2010; FLUCOME 2011, National Taiwan University, Keelung, Taiwan, December 5-9, 2011; (4) Proceedings of 19th International Conference on Gas Discharges and Their Applications, Beijing, Sept 2012, paper 159.

Квалификационная ценность результатов исследований признана международным научным сообществом, в частности, посредством обсуждения результатов в рамках грантов Международного Научно-Технического Центра (проект МНТЦ №3793) и РФФИ (№10-08-00952-а). Результаты также использованы при выполнении Программ Президиума РАН №20 и №09.

Публикации и личный вклад автора. Основное содержание и результаты диссертационного исследования изложены в 24 работах, в том числе в 2 статьях в рекомендованных ВАК журналах. Во всех работах соискатель являлся основным участником при постановке и проведении эксперимента, обработке данных и аналитическом анализе результатов. Все положения, выносимые на защиту, получены лично соискателем.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения, содержащего список публикаций по теме диссертации. Работа изложена на 134 страницах и включает 62 рисунка, 6 таблиц, список литературы из 86 наименований.

Глава 1 (литературный обзор)

1.1. Физический механизм формирования канала длинного искрового разряда

В основе механизма распространения и поддержания электрического разряда лежат ионизационные процессы. Скорость последних резко зависит от напряженности электрического поля. Для каждого газа существует критическая напряженность поля, при которой ионизационные процессы преобладают над процессами гибели свободных электронов и потери ими энергии, что приводит к лавинному нарастанию электронной плотности и, как следствие, проводимости. В молекулярных газах существенным являются процессы прилипания электронов к молекулам (один из главных каналов гибели электронов), уменьшающие эффективный коэффициент ионизации и, соответственно, увеличивающие критическое поле. Для воздуха критическим является поле Екр = 30 кВ/см.

Существование таких плазменных разрядов, как молния и длинная искра, ввиду большой длины результирующего плазменного канала, предполагает интенсивное протекание ионизационных процессов в областях пространства с начальным полем на много порядков ниже пробойного. В качестве примера можно привести современные генераторы высокого напряжения с потенциалом катода 2 МВ, которые позволяют получать искру длиной > 10 м, хотя поле в районе катода, спадающее по закону Е ~ и-гйЬ2, становиться ниже пробойного уже на расстояниях ~ 25 см. Указанное противоречие говорит о том, что плазменный канал, прорастающий в область слабого поля, в районе своего переднего фронта, называемого головкой, сам создает поле, достаточное для протекания процессов ионизации. Вышесказанное позволяет рассматривать растущий плазменный канал как волну ионизации. Подобная волна ионизации называется стримером и служит фундаментальным механизмом распространения газовых разрядов.

Значительное количество экспериментальных данных свидетельствую о чрезвычайно малой толщине стримерного канала, т.е. канал представляет собой тонкий плазменный шнур. Кроме того, в эксперименте наблюдается незначительное (а иногда и не наблюдается вовсе) радиальное расширение канала, которое происходит гораздо медленнее, чем удлинение шнура. Таким образом, структура головки стримера остается почти неизменной во времени и распространяется с некоторой скоростью в пространстве. В таком случае правомерно говорить о волне сильного поля и волне ионизации малого поперечного размера - стримере. Схема стримера и распределение плотности плазмы, объемного заряда и напряженности поля в голове стримера приведены на рис.1.1.1. [2].

О дг

Рисунок 1.1.1 - Схема стримера (а) и распределение плотности плазмы, объемного заряда и

напряженности поля в голове стримера (б)

Установление скорости стримера и плотности плазмы за головкой происходит в результате саморегулирующегося процесса, основной вариативной величиной которого является радиус стримера. Из соображений электростатики для головки стримера можно вывести ее заряд, емкость и величину электрического поля в зависимости от радиуса:

<2 = 4п£0игт; С ~ 4п£0гт; Ет = (1.1.1)

Скорость распространения стримера и максимальное поле устанавливаются таким образом, чтобы за время пролета стримерной головки успевала наработаться достаточно ионизованная плазма посредством ионизации в сильном поле головки.

Проводимость такой плазмы должна позволять вытеснять сильное поле из себя, ослабляя поле внутри до значений значительно меньше пробойных.

Процесс распространения стримера сводиться к нескольким простейшим стадиям: (1) образование затравочных электронов перед головкой стримера; (2) развитие электронных лавин с затравочных электронов в сильном поле головки; (3) дрейф электронов из нового плазменного образования с нейтрализацией объемного положительного заряда головки; (4) обнажение новой порции положительных ионов и формирование объемного заряда на новом месте (перемещение головки стримера). Далее процесс непрерывно повторяется, что и описывает рост стримера.

В предположении сферичности головки и неподвижности ионов (ввиду их малой скорости) уравнение для электрического поля можно представить в виде:

1 d(r2E) е , Л dE еДп 2Е /1 i

* —= 70(п+= ~Т (1Л'2)

Поэтому максимальное поле в головке можно оценить как:

Em ~ еА"тГт, где Апт = п+-пе. (1.1.3)

2£Q

Если уравнения (п) умножить не е и вычесть друг из друга получим:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шурупов, Михаил Алексеевич, 2013 год

Список литературы

1. Райзер Ю.П. - Физика газового разряда. М.: Наука. 1992.

2. Базеляи Э.М., Райзер Ю.П. - Искровой разряд. М.: МФТИ. 1997.

3. Лозаннский Э.Д., Фирсов О.Б. - Теория искры. М.: атомиздат. 1975.

4. Базеляи Э.М., Райзер Ю.П. - Физика молнии и молниезащиты. М.: физматлит. 2001.

5. МикДж, КрэгсДж. - Электрический пробой в газах. М.: Иностранной литературы. 1960.

6. Зельдович Я.Б., Разер Ю.П. - Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука. 1966.

7. Спитцер А. - Физика полностью ионизированного газа. М.: Мир. 1965.

8. Драбкина С.И. IIЖЭТФ. 1951. Т. 21. С. 473.

9. Брагинский С.И. //ЖЭТФ. 1958. Т. 34. С. 1548.

10. GreigJ.R., Pechacek R.E., Raleigh М. - Channel cooling by turbulent convective mixing // Experimental Plasma Physics Branch. Plasma Physycs Devision, Washington. 1985.

11. Naidis G. V. - SIMULATION OF STREAMERS AND SPARKS IN AIR Hakone XI, Oleron Island: September 7-12, 2008.

12. Знаменская И.А., Коротеев Д.А., Попов H.A. - Наносекундный сильноточный разряд в сверхзвуковом потоке газа. // ТВТ. 2005. Т. 43. № 5. С. 820-827.

13. Бартльме Ф. - Газодинамика горения. М.: Энергоиздат. 1981.

14. Lee, T.-W. andHegde, N. - Combustion and Flame, 142, pp.314-316 // 2005.

15. В.А.Битюрин, А.Н.Бочаров, А.И.Климов, Ю.Ф.Колесниченко, С.Б.Леонов.

- Магиитоплазмеиная аэродинамика. // ОИВТ РАН Итоги и перспективы. М.: б.н. 2010. С. 203-212.

16 .Алферов В.И., Дмитриев Л.М. - Электрический разряд в потоке газа при наличии градиентов плотности. // ТВТ. 1985. Т. 23. № 4. С. 677-682.

17 .Алферов В.И. - Исследование структуры электрического разряда большой мощности в высокоскоростном потоке воздуха // Изв.РАН. МЖГ. 2004. № 6. С. 136-175.

18. Герман В.О., Козлов П.В., Любимов Г.А. - Экспериментальное взаимодействие электрической дуги с потоком газа // Изв.РАН. МЖГ. 2005. № 5. С. 169-179.

19. Ершов А.П., Калинин А.В., Сурконт О.С., Тимофеев И.Б., Шибкое В.М., Черников В.А.

- Поперечные электрические разряды в серхзвуковых потоках воздуха. Микроскопические характеристики разряда // ТВТ. 2004. Т. 42. № 6. С. 856-864.

20. Starikovskaia S.M. - Plasma assisted ignition and combustion. // J. Phys. D: Appl. Pliys. . 2006. T. 39.

21. Leonov S.B., Yarantsev D.A., Napartovich A.P. Kochetov I. V. - Plasma-assisted ignition and flameholding in high-speed now // AIAA. 10.2514/6.2006-563

22. Esakov 11, Grachev L P, Khodataev К V, Vinogradov V A, Van Wie D M. - Efficiency of propane-air mixture combustion assisted by deeply undercritical MW discharge in cold high-speed airflow // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. 2006. AIAA-2006-1212.

23. Шибкое B.M., Шибкова Л. В., Копыл П.В., Сурконт О.С. - Стабилизация горения жидкого углеводородного топлива с помощью программированного евч-разряда в дозвуковом воздушном потоке // Физика плазмы. 2012. Т. 38. № 6. С. 551-561.

24. Starikovskaia SМ, Kukaev Е N, Kuksin A Yu, NudnovaM.M., Starikovskii A.Yu. - Analysisofthe spatial uniformity of the combustion of a gaseous mixture initiated by a nanosecond discharge.

I I Combust. Flame . 2004. № 139. С. 177-187.

25. Shibkov VM, Aleksandrov A F, Chernikov VA, Ershov A P, Konstantinovskij R.S., ZlobinVV.

- Combined MW-DC discharge in a high speed propane-butane-air stream // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. 2006. AIAA-2006-1216.

26. Leonov S.B., Yarantsev D.A. - Instability in Postdischargc Thermal Cavity // IEEE. 2008. T. 0093-3813.

27. LeonovS, Isaenkov Yu.I, Firsov A.A, Shwupov M.A, Yarantsev, D.A. - Plasma-Based Fast Mixing and Ignition in Supersonic Combustor // 17th AIAA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference - Paper AIAA-2011-2327. 2009.

28. Shurupov М.Л., Firsov A. A., Isaenkov Yu. /., LeonovS. В., Yarantsev D. A., Shneider M.N., Kochetov I. V., Naparlovich A.P. - FLUCOME December 5-9, 2011. Gasdynamic Effects of HighVoltage Breakdown in Non-Homogeneous Atmosphere - Paper No. 064.

29. Shneider M. N. - Turbulent decay of after-spark channels // Phys. Plasmas. 073501. 2006 r.

30. Patuiey K.M., Sivasakthivel T. - Recent Advances in Scramjet Fuel Injection // International Journal of Chemical Engineering and Applications. 2010. V. 1. № 4. P. 295-301.

31. Седов Л.И. - Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука. 1977.

32. PiconeJ.M., Boris J.P., Greig, J.R. - Convective cooling of lightning channels // Journal of atmospheric science. 1980. V. 38. P. 2056-2062.

33. Шнейдер M.H. - Развитие канала искрового разряда и восстановление электрической прочности после протекания импульсного тока // Физико-технические проблемы передачи электрической энергии, [ред.] Дьяков А.Ф. М.: МЭИ. 1998. № 1. С. 234-253.

34. Иногамов II.А., Демьянов А.Ю, Сон Э.Е. - Гидродинамика перемешивания. // М.: издательство МФТИ. 1999.

35. Кузнецов В.Р., Сабельников В.А. - Турбулентность и горение. М.: Наука. 1986.

36. Lee М.Р., McMillan В.К., Palmer J.L., Hanson R.K. - Two-dimensional imaging of combustion phenomena in a shock tube using planar laser-induced fluorescence // AIAA Paper 91-0460. 1991.

37. Dimotakis P.E. - Turbulent free shear layer mixing and combustion // High Speed Flight Propulsion Systems. 1991. V. 137.

38. StouerS.D., Baker N.R., Capriotti D.P., Northam G.B. - Effects of compression and expansion ramp fuel injector configurations on scramjet combustion and heat transfer // AIAA Paper 93-0609. 1993.

39. Dessornes O., CJourdren. - Mixing enhancement techniques in a scramjet // AIAA. 1998. P. AIAA Paper 1517, ONERA.

40. Sunami Т., Wendt M.N., Nishioka M. - Supersonic mixing and combustion control using streamwise vortices // AIAA Paper 1998-3271, National Aerospace Laboratory.

41. Sunami Т., Magre P., Bresson A., Grisch F., Orain M., Kodera M. - Experimental study of strut injectors in a supersonic combustor using OH-PLIF // AIAA Paper 2005-3304, JAXA and ONERA.

42. Desikan.S.L. and J.Kurian. - Mixing studies in supersonic flow employing strut based hypermixers // AIAA Paper 2005-3643, Indian Institute of Technology.

43. K. Y.Hsu, u др., u dp. - Experimental study of cavity-strut combustion in supersonic flow I I AIAA Paper 2007-5394, Air Force Research Lab.

44. Vinogradov V.A., Shikhman Y.M., Segal C. - A Review of Fuel Pre- injection in Supersonic, Chemically Reacting Flows//Applied Mechanics Reviews, july 2007. T. 60. C. 139-148.

45. Paull A., Stalker R.J. - Scramjet Testing in the T3 and T4 Hypersonic Impulse Facilities // AIAA Progress in Astronautics and Aeronautics. 2000. V. v 189.

46. Bogdanoff, D. IV - Advanced Injection and Mixing Techniques for Scramjet Combustors //Journal of Propulsion and Power. 1994. V. 10. № 2. P. 183-190.

47. Freeborn A.B., King and P.I., Gruber, M.R. - Characterization of Pylon Effects on a Scramjet Cavity Flame holder Flow field // AIAA Paper 2008-0086. Jan 2008.

48. Epstein M., Kutshenreuter. - Fuel injection system for scramjet engines. // 5280705 US. 1994. United States Patent.

49. Mitani Т., Kobayaslii K, Tomioka S. - Ignition by an H2/02 Micro-burner in a Supersonic Airflow // AIAA. 2001. 2001-1763. AIAA/NAL-NASDA-ISAS. Kyoto, Japan.

50. Cameron Tropea, Alexander L. Yarin, John F. Foss (Eds.) - Springer Handbook of Experimental Fluid Mechanics. // Berlin Heidelberg : Springer Science+Business Media. 2007.

51. Radziemski, Cremers L.J., David A. - Handbook of laser-induced breakdown spectroscopy. // C. ISBN 0-470-09299-8. New York : John Wiley. 2006.

52. Leonov S.B., Isaenkov Y.I., Yarantsev D. A., Kochetov I.V., Ncipartovich A.P., Shneider M.N.

- Unstable Pulse Discharge in Mixing Layer of Gaseous Reactants // AIAA. 2009 г. T. 0820.

53. Leonov S.B., Isaenkov Y.I., Firsov A.A.,Nothnagel S.L., Gimelshein S.F., Shneider M.N. - Jet regime of the afterspark channel dccay// Phys. Plasmas. 2010. T. 17. № 053505. C. 1-8.

54. Leonov S.B., Isaenkov Y.I., Yarantsev D.A., Shurupov M.A., Shneider M.N. - Pulse filamentary discharge in mixing layer of reacting gases. Greifswald, Germany// 13th International conference on gas discharges and their applications. 2010.

55. Naidis G. V. - Positive and negative streamers in air: Velocity-diameter relation. // PHYSICAL REVIEW. 2009. T. 79, 057401.

56. Nijdam S, FMJH van de Wetering, Blanc R, EM van Veldhuizen, Ebert U. - Probing photo-ionization: experiments on positive streamers in pure gases and mixtures. // APPLIED PHYSICS. 2010. T. 43. № 145204.

57. S.B.Leonov, A.A.Firsov, M.A.Shurupov, J.B.Michael, M.N.Shneider, R.B.Miles, N.A.Popov,.

- Femtosecond laser guiding of a high-voltage discharge and the restoration of dielectric strength in air and nitrogen // PHYSICS OF PLASMAS. 2012. Т. 19. С. 10pp.

58. Kochetov I. V., Leonov S.B., Napartovich A.P. - Modeling of premixed cthylcne-air flow ignition by non-uniform non-thermal plasma // Journal of Thermophysics, №1, 2010. 2010. Т. 1.

59. Райзер Ю.П. - Введение в гидрогазодинамику и теорию ударных волн для физиков // Долгопрудный: Интеллект. 2011.

60. Коробейников В.П., Чушкии П.И. - Плоский, цилиндрический и сферический взрывы в газе с противодавлением // Тр. Матеем. Ин-та. АН СССР, 1965, №87, с.4-34.

61. Capitelli М., Colonna G., Gorse С., D'Angola А. - Transport properties of high temperature air in local thermodynamic equilibrium // THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL D. 2000. Т. 11. C. 279-289.

62. Казанский П.II., Климов A.M., Mopcviee И.А. - Управление воздушным потоком вблизи кругового цилиндра с помощью ВЧ актуатора. Влияние параметров разряда на аэродинамическое сопротивление цилиндра. // ТВТ. 2012. Т. 50. № 3. С. 346-354.

63. Азарова О.А., Грудницкий В.Г. - Расчет взрыва в воде с последующей пульсацией парогазовой полости Химическая физика. 2000 г. Т. 19. № №1 с. 18-21.

64. Leonov S.B., Isaenkov Y. I., Firsov, A. A., Nothnagel S. L., Gimelshein S. F., Shneider M. N.

- Jet regime of the afterspark channel decay - 17, 053505 Phys. Plasmas. 2010.

65. Shurupov M.A., Firsov A.A., Leonov S.B., Savelkin K.V., Yarantsev D.A. - Development of gas-dynamic disturbances after pulse electrical discharge Moscow: 12th International Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics, JIHT RAS. 26-28 March 2013.

66. Синкевич O.A. IITBT. 2013. T. 51. № 3. C. 345-375.

67. ОрленкоЛ.П. - Физика взрыва и удара. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2006.

68. Месяц Г.А. - Импульсная энергетика и электроника. М.: Наука. 2004.

69. Леонов С. Б., Савелкин КВ., ФирсовА.А., ЯранцевД.А. - Зажигание топлива и стабилизация фронта пламени в сверхзвуковом потоке при помощи электрического разряда // ТВТ. 2010. Т. 48. № 6. С. 941 -947.

70. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. - Том 6. Гидродинамика. М.: Наука. 1986.

71. Корытченко КВ. - Газодинамическое расширение искрового канала до момента возникновения ударной волны // Вестник харьковского университета. 2005. Т. 1. № 657. С. 89-95.

72. Кнопфель Г. - Сверхсильные импульсные магнитные поля. // М.: Мир. 1972.

73. В.В.Апполонов, Л.М.Василяк, С.Ю.Казанцев, И.Г.Кононов, Д.Н.Поляков, А.В.Сайфулин, К.Н.Фирсов,. - Напрвление электрического разряда сплошной лазерной искрой при фокусировке излучения С02-лазера коническим зеркалом. // Квантовая электроника. 2002. Т. 32. №2. С. 115-120.

74. Базелян Э.М., Райзер Ю.П. - Физика молнии и молниезащиты. // Москва : Физматлит. 2001.

75. Абрамович Г.Н. - Прикладная газовая динамика. // М.: Наука. 1991. Т. 1.

76. Zimmer L., Tachibana Sh. - Laser induced plasma spectroscopy for local equivalence ratio measurements in an oscillating combustion environment // Proceedings of the Combustion Institute. 2007. №31, pp. 737-745.

77. Taylor G. - The instability of liquid surface when accelerated in a direction perpendicular to their planes // London : Proceedings of the Royal Society of London, series A. 1950. T. 201. № 1065.

78. Leonov S.B., Isaenkov Y.I., Shurupov M.A., Yarantsev. D,A. - Localization of the Pulse Discharge in the Two-Phase Gas Flow // The 9th International Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics. Moscow: 2010, April 13-15.

79.LeonovS.B., I.V.Kochetov, P.A.Napartovich, V.A.Sabel'nikov, D.A.Yarantsev. - Plasma-Induced Ethylene Ignition and Flameholding in Confined Supersonic Air Flow at Low Temperatures

// Plasma Science, IEEE Transactions on. s.l. : Plasma Science. 2011. V. 39. № 99, No2,. P. 781787.

80. Leonov, Sergey B., Yarantsev, Dmitry A. and Carter, Campbell. - Transversal Electrical Discharge as a New Type of Flameholder // 15th AIAA International Spaceplanes and Hypersonic Systems and Technology Conference. Dayton. AIAA-2008-2675. 2008.

81. Kohse-Hoinghaus K., Barlow R.S., Alden M., Wolfrum J. II Proceedings of the Combustion Institute. 2005. № 30. P. 89-123.

82. Hsu K., Carter C.D., Gruber M.R., Barhosrt T. - Experimental Study of Cavity-Strut Combustion in Supersonic Flow // AIAA. 2007. AIAA Paper 2007-5394,.

83. Hermanson J.C., Dimotakis P.E. - Effects of heat release in a turbulent reacting shear layer //Journal of Fluid Mechanics. 1989. V. 199. P. 333-375.

84. Briels T.M., KosJ., van Veldhuizen E.M., Ebert U. - Circuit dependence of the diameter of pulsed positive streamers in air. //J. Phys. D: Appl. Phys.. 2006. V. 39. P. 5201-5210.

85. Azizov E.A., Kravchenko S.A., Solodovnikov S.G. - The properties of high current high pressure discharges. // Plasma Physics Reports. 2005. V. 31. № 7. P. 616.

86. KlimovA, Bitiurin V, Moralev I, Tolkunov B, Nikitin A, Velichko A, Bilera I. - Non-premixed plasma-assisted combustion of hydrocarbon fuel in high-speed airflow // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. 2006. AIAA-2006-617.