Панорамные оптические методы диагностики в аэрофизическом эксперименте тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.05, доктор физико-математических наук Павлов, Александр Алексеевич

• Павлов, Александр Алексеевич
• доктор физико-математических наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Павлов, Александр Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. Общие положения диссертационной работы.

2. Краткая классификация оптических методов.

3. Особенности использования оптических методов в аэро физическом эксперименте.

4. Влияние потока на результаты оптической диагностики.

5. Используемое в работе оборудование.

ГЛАВА 1. Использование адаптивных визуализирующих транспарантов в теневых методах.

1.1. Ограничения применения теневых и интерференционных методов для исследования потоков с малыми градиентами плотности.

1.2. Использование в теневых методах визуализирующих транспарантов на основе фототропных материалов.

1.3. Теоретическое обоснование метода.

1.4. Влияние толщины и фазовой составляющей коэффициента пропускания АВТ.

1.5. Примеры визуализации дозвуковых потоков.

1.6. Использование АВТ для визуализации сверхзвуковых потоков.

1.7. Исследование импульсно периодического оптического разряда.

1.8. Использование АВТ для визуализации гиперзвуковых потоков.

1.9. АВТ приставка к теневым приборам.

1.10. Основные результаты главы.

ГЛАВА 2. Интерференционные методы.

2.1. Интерференция двух монохроматических волн.

2.2. Интерференция диффузных волн - спекл интерферометрия.

2.3. Точность определения сдвига интерференционных полос.

2.4. Исследование влияния МГД эффекта на положение присоединенного скачка уплотнения.

2.5. Особенности реализации интерференционных методов на крупных аэрофизических установках.

2.6. Регистрация интерферограмм с формированием опорного пучка от отдельного источника света.

2.7. Примеры использование метода.

2.8. Основные результаты главы.

ГЛАВА 3. Метод лазерного ножа.

3.1. Принципы работы метода.

3.2. Оптические схемы реализация метода.

3.3. Ввод светорассеивающих частиц и их влияние на поток.

3.4. Интерпретация изображений и сопоставление результатов визуализации с данными пневмометрических измерений.

3.5. Исследование обтекания треугольных крыльев.

3.6. Исследование отражения ударных волн.

3.7. Исследование структуры течения плоской струи.

3.8. Другие примеры использования метода.

3.9. Использования полевых интерферометров для регистрации полей скорости.

3.10. Схемы с многолучевыми интерферометрами.

3.11. Схемы с двухлучевыми интерферометрами.

3.12. Основные результаты главы.

ГЛАВА 4. Регистрация поверхностного трения.

4.1. Введение.

4.2. Использование полевых интерферометров.

4.3. Реализация метода при малых скоростях.

4.4. Реализация метода при сверхзвуковых скоростях.

4.5. Применение метода в градиентных течениях.

4.6. Регистрация поверхностного трения на искривленных произвольно ориентированных поверхностях.

4.7. Основные результаты главы.

ГЛАВА 5. Регистрация тепловых потоков и полей давления.

5.1. Краткий обзор методов регистрации тепловых потоков и давления на обтекаемых поверхностях.

5.2. Применение жидких кристаллов для регистрации температуры.

5.3. Описание и теоретическое обоснование метода полос.

5.4. Методика измерений и пример использования метода.

5.5. Интерференционный метод регистрации полей тепловых потоков.

5.6. Чувствительность и точность метода.

5.7. Результаты тестовых измерений.

5.8. Примеры использования метода.

5.9. Интерференционный метод регистрации полей давления.

5.10. Постановка и решение задачи теории упругости.

5.11. Определение передаточной функции.

5.12. Результаты тестовых экспериментов.

5.13. Схемы регистрации в диффузном свете.

5.14. Основные результаты главы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Панорамные оптические методы диагностики в аэрофизическом эксперименте»

Актуальность работы

Развитие авиационной и космической техники предъявляет все более высокие требования к количеству и качеству информации, получаемой при изучении трехмерного обтекания летательных аппаратов в широком диапазоне летных параметров (чисел Маха и Рейнольдса, углов атаки и скольжения и др.). Это ведет к необходимости наряду с совершенствованием традиционных для аэрофизического эксперимента методов исследования потоков (измерения с помощью пневмонасадков, термоанемометров, термопар и т. д. [1-8]), внедрения новых или мало распространенных, но более производительных, как количественных, так и качественных методов регистрации. Необходимость развития имеющейся экспериментальной базы и разработки новых методов, в том числе и оптических, обусловлена следующими факторами.

• Любые методы измерений имеют ограничения по чувствительности, динамическому диапазону и точности измерений, а также по пространственному и временному разрешению. Повышение требований к качеству экспериментальной информации, необходимой для физического понимания процессов реализующихся при обтекании летательных аппаратов и для верификации теоретических исследований и алгоритмов численных расчетов, требует разработки новых подходов и методов с более высокими метрологическими параметрами.

• В ряде случаев, даже для хорошо отработанных методов, их реализация на конкретных аэрофизических установках сталкивается с существенными трудностями, связанными с конструктивными особенностями установки и реализуемыми в потоке величинами (диапазонами) регистрируемых параметров. Это требует развития новых методов, а при реализации известных методик разработки адаптированных к конкретной установке схем.

• Расширение линейки доступных методов позволяет регистрировать одновременно несколько параметров потока, или проводить регистрацию одного из них альтернативными методиками, что увеличивает достоверность значений измеряемой величины и служит хотя и косвенным, но достаточно надежным подтверждением адекватности используемых методов.

• Важным фактором является стоимость эксперимента. Работа современных аэродинамических труб связана с большими амортизационными расходами и затратами на их эксплуатацию, немалую долю в которых составляет стоимость измерительного оборудования и его обслуживание. Не являются исключением и оптические методы. В этой связи, проведение работ по уменьшению стоимости экспериментов за счет удешевления используемых методик и повышения качества и количества получаемой за единицу времени информации является важной задачей.

Перечисленные факторы относятся ко всем методам измерений. Оптические методы обладают присущими только им достоинствами, что служит дополнительным стимулом их развития. К ним относятся.

• Возможность, для многих методов, бесконтактных измерений, т. е. получение информации без внесения возмущений в исследуемый поток;

• Возможность для панорамных методов получения информации в большом поле исследуемого течения.

• Возможность в некоторых случаях получения "мгновенной", по сравнению с характерным временем исследуемого процесса, информации. Например, применение импульсных лазеров позволяет получать информацию о структуре потока (теневые и интерференционные методы, метод лазерного ножа и др.) за времена меньше Ю-8 с.

• Потенциально высокое до 1 мкм пространственное разрешение. Зависит от применяемого метода и свойств исследуемого объекта.

• Возможность, в некоторых случаях, получения информации недоступной при использовании других методов.

Перечисленные факторы подтверждают актуальность развития панорамных оптических методов диагностики газовых потоков.

Цель и основные задачи работы

Целью работы являлось развитие оптических методов исследования газовых потоков. Теоретическое и экспериментальное обоснование работоспособности новых методов и их реализация на аэрофизических установках. Модификация известных методов в плане улучшения их метрологических характеристик и повышения возможности применения в аэрофизическом эксперименте.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

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

2. Расширение возможностей использования двухлучевой интерферометрии на крупномасштабных установках.

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

4. Развитие панорамных методов регистрации полей скорости.

5. Теоретическое обоснование и отработка оптического метода регистрации 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 использованием адаптивных визуализирующих транспарантов (АВТ) на основе фототропных материалов, обладающий более высокой чувствительностью по сравнению с традиционным подходом.

2. В целях увеличения чувствительности интерференционных методов развит способ обработки интерферограмм, основанный на вычитании интерференционных изображений, разнесенных во времени.

3. Дано теоретическое обоснование и впервые в мире для диагностики газовых потоков реализован метод двухлучевой интерферометрии с формированием опорного пучка от отдельного источника света.

4. Впервые реализован метод лазерного ножа на сверхзвуковой аэродинамической трубе, работающей на чистом осушенном воздухе.

5. На базе метода лазерного ножа разработаны схемы панорамных лазерных доплеровских измерителей скорости. Сформулированы основные требования к полевым интерферометрам для реализации подобных схем.

6. Разработан метод измерения поверхностного трения, основанный на регистрации динамики растекания масляной пленки, в том числе на искривленных произвольно ориентированных поверхностях. Получены соотношения, позволяющие по интерферометрическим данным рассчитывать поверхностное трение. Метод позволяет проводить измерения вдоль предельной линии тока на поверхности пленки при наличии градиентов трения, криволинейности предельных линий тока и нелинейности профиля пленки.

7. Развит метод регистрации температуры поверхности с использованием жидкокристаллических (ЖК) покрытий, позволяющий проводить измерения с использованием черно-белых телекамер, в отличие от стандартной методики, требующей использования цветных регистрирующих устройств.

8. Предложен новый подход для панорамных методов регистрации тепловых 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 результатов.

Рассматриваемые в работе новые методы и оригинальные схемы реализации известных методов, а таюке методики обработки экспериментальных данных 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 существенно расширяют возможности использования панорамных оптических методов в аэрофизическом эксперименте. В частности.

1. Теневой метод на базе АВТ упрощает настройку оптической схемы и обладает чувствительностью, как минимум на два порядка превосходящей чувствительность стандартных схем. Позволяет визуализировать особенности чистых, однородных по составу газовых потоков, характеризующихся изменениями плотности Ар < 10 -ратм, и слабые возмущения на фоне более сильных, когда применение стандартных методик неэффективно. Метод используется в ИТПМ СО РАН и других организациях для исследования течений при различных режимах обтекания.

2. Алгоритм обработки интерферометрических данных на основе вычитания изображений позволяет регистрировать сдвиг интерференционных полос AN ~ 2 / лК, где К — количество градаций серости регистрирующего устройства. Для современных телекамер AN может составлять менее Ю-3 полосы. Метод использовался для исследования влияния МГД эффекта на положение присоединенного скачка уплотнения при обтекании клина гиперзвуковым потоком при числе Маха М = 8 и статическом давлении около 1 Торр.

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

4. Метод лазерного ножа реализован на сверхзвуковой аэродинамической трубе Т-313 ИТПМ СО РАН, работающей на чистом осушенном воздухе и широко используется в аэрофизическом эксперименте. В частности, данная методика позволила расширить карту течений реализующихся при обтекании треугольных крыльев и экспериментально доказать возможность существования комбинированного отражения скачков уплотнения. Опыт, полученный при внедрении метода на Т-313, послужил основой для его реализации и на других, в том числе и дозвуковых, установках института.

5. Предложенные схемы панорамных ЛДИС расширяют возможности панорамной 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.

6. Оптический метод регистрации поверхностного трения позволяет проводить панорамные измерения при различных режимах обтекания, как в ламинарных, так и турбулентных пограничных слоях, в том числе и в случаях, когда применение других методов затруднительно или вообще невозможно. Методика позволяет проводить измерения при наличии градиентов трения, нелинейности профиля масляной пленки и криволинейности предельных линий тока, в том числе на искривленных произвольно ориентированных поверхностях.

7. Способ количественной регистрации полей температуры с помощью ЖК-покрытий позволяет регистрировать малые изменения температуры на поверхности модели с использованием черно-белых телекамер. По сравнению со стандартными методиками, обладает более высокой чувствительностью и более широким динамическим диапазоном. Метод прост в реализации и в алгоритме получения конечных результатов. Обработка экспериментальных данных существенно упрощается по сравнению со схемами на основе цветной регистрации.

8. Панорамный метод регистрации тепловых потоков позволяет проводить измерения непосредственно данного параметра. Отпадает необходимость в решении обратной тепловой задачи. Может использоваться при различных режимах обтекания. Особый интерес представляет при измерениях на высокоэн-тальпийных установках импульсного и кратковременного действия.

9. Панорамный метод регистрации полей давления расширяет возможности измерения и визуализации данного параметра в широком диапазоне режимов обтекания. Для реализации метода не требуется специализированных источников излучения и наличия кислорода в газе. Регистрируется непосредственно давление. Теоретические и экспериментальные оценки показали, что минимальный уровень визуализируемых изменений давления менее 0.1 мм вод. столба, а частотный диапазон регистрируемых пульсаций более 200 КГц.

10. Практическая ценность представленных в диссертации результатов подтверждается использованием разработанных методов и подходов в работах по многим хоздоговорам, и в 15 Российских и международных проектах.

Основные защищаемые положения

1. Результаты работ по увеличению чувствительности теневых и интерференционных методов. Теневой метод с использованием адаптивных визуализирующих транспарантов на основе фототропных материалов.

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

3. Методика визуализации методом "лазерного ножа" в сверхзвуковых аэродинамических трубах, работающих на чистом осушенном воздухе. Данные по влиянию на параметры потока вводимых светорассеивающих частиц и рекомендации по их концентрации и способу ввода. Оптические схемы интерферометров для панорамных измерений скорости и общие принципы их построения.

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

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

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

7. Результаты экспериментов, в том числе полученные при исследовании потоков в аэродинамических трубах при дозвуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых режимах обтекания, подтверждающие работоспособность и эффективность рассматриваемых методов.

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

Апробация основных результатов

Основные результаты работы представлены в монографиях [9, 10], в публикациях в отечественных и зарубежных журналах [11-25], в сборниках статей и материалах и трудах научных конференций [26-131], авторских свидетельствах [132, 133]. Результаты докладывались на семинарах ИТПМ СО РАН, Сиб.НИА, ИАиЭ СО РАН, ЦАГИ, а также на: II Всесоюзной конференции по методам аэрофизического эксперимента (Новосибирск 1979); V Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике (Алма-Ата 1981); И, IV Всесоюзной школе по методам аэрофизических исследований (Красноярск 1982, Новосибирск 1986); 5 школе по методам аэрофизических исследований (Абакан 1989); 4 Всесоюзной школе семинаре "Современные проблемы газодинамики и пути повышения эффективности энергетических установок" (Москва 1983); IX Всесоюзной конференции по генераторам низкотемпературной плазмы (Фрунзе 1983); The Second IUTAM Symposium on Laminar-Turbulent Transition. (Novosibirsk USSR 1984); Всесоюзном семинаре по аэродинамике гиперзвуковых летательных аппаратов (Калининград Моск. обл. 1990); V - XIII Международных конференциях по методам аэрофизических исследований (Новосибирск 1992, 1994, 1996, 1998, 2000, 2002, 2004, 2007, 2008); Sixth Intern. Symposium on Flow Visualisation, (Jap. Yokohama 1992); 3 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 International Mach Reflection Symposium (Pila-nesberg, South Africa, 1996);. 21th, 22nd, 24th International Symposium on Shock Waves (Great Keppel, Australia, 1997; London, 1999; Beijing, China, 2004); International Symposium "Actual Problems of Physical Hydroaerodynamics (Novosibirsk, 1999); 9th, 12th International Symposium on the Flow Visualization (Edinburg, 2000; Goettingen, Germany, 2006); 6th Asian Symposium on Visualization,

PUEXCO, Pusan; Международной конференции "Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика" (Новосибирск 2001); 4th European Symposium on Aerothermodynamics for Space Applications (Capua, Italy, 2001), Первой международной школе-семинаре "Модели и методы аэродинамики" (Москва, 2002); West East High Speed Flow Fields Conference (Marseille, France, 2002); VII, IX. Международных научно-технических конференциях "Оптические методы исследования потоков" (Москва 2003, 2007); XX и XXI Международных семинарах по струйным, отрывным и нестационарным течениям (Санкт-Петербург, 2004 г.; Новосибирск 2007 г.); 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); Fifteenth International Conference on MHD Energy Conversion and» Sixth International Workshop on Magnetoplasma Aerodynamics 2005; VIII Международной конф. Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул (Томск, 2007); ХШ International Symposium Atmospheric and ocean optics. Atmospheric physics. (Tomsk, Russia, 2006); 2nd European Conference for Aero-Space Sciences (Belgium, Brussels, 2007);. 7 Международном Совещании по Магнитоплазменной Аэродинамике (ИВТ РАН, 2007); XIX сессии Российского акустического общества (Нижний Новгород, 2007) и др.

Структура работы

Объем диссертации составляет 326 страниц, в том числе 165 иллюстраций, 10 таблиц, и список цитируемой литературы из 302 наименований.

Ниже во введении дается классификация оптических методов, и обсуждаются возможности их использования в аэрофизическом эксперименте. На примере теневых методов рассматриваются некоторые характерные и для других оптических методов особенности их использования, влияющие на результаты г оптической диагностики. В частности рассматриваются влияние на результаты оптических исследований эффектов рефракции и дифракции, сложности, воз* никающие в связи с наличием вибраций, особенно проявляющиеся на крупных

5 13 1 I сверхзвуковых установках. Приводятся краткие характеристики используемых в работе аэрофизических установок ИТПМ СО РАН, источников света и фотоприемников (телекамер).

В главе 1 рассматривается способ увеличения чувствительности теневых методов расширяющий возможности их применения для исследования потоков характеризующихся малыми изменениями плотности. В основе предложенного автором подхода лежит использование адаптивных визуализирующих транспарантов (АВТ) на основе фототропных материалов, позволяющих не только увеличить чувствительность, но и расширить динамический диапазон метода. Приведены примеры использования АВТ для исследования различных процессов при до-, сверх- и гиперзвуковых режимах обтекания.

В главе 2 даны общие соотношения для интерференции оптических волн, необходимые при описании методов оптической интерферометрии. Рассматриваются способы увеличения чувствительности интерференционных методов для исследования потоков характеризующихся малыми изменениями плотности и способ обработки интерферограмм, основанный на вычитании интерференционных изображений, разнесенных во времени. Дается теоретическое и экспериментальное обоснование метода регистрации интерферограмм фазовых объектов с формированием опорного пучка от независимого источника света. Приведены экспериментальные результаты подтверждающие работоспособность и перспективность предложенных подходов.

Глава 3 посвящена методу лазерного ножа. Приведены результаты работ по реализации метода на сверхзвуковой аэродинамической трубе Т-313 ИТПМ, работающей на чистом осушенном воздухе. Приведены результаты исследований по влиянию вводимых светорассеивающих частиц на параметры потока и даны рекомендации по необходимому для визуализации расходу вводимого вещества. Проводится сопоставление полученных данных в сравнении с результатами пневмометрических измерений. Представлены экспериментальные данные, полученные при исследовании различных типов газодинамических течений с использованием метода, в том числе и на других установках.

В этой же главе рассматриваются общие принципы построения полевых интерферометров для панорамных ЛДИС. Приводятся конкретные оптические схемы, результаты их тестирования и результаты экспериментов по измерению полей скорости двухфазных течений на струйной установке.

Глава 4 посвящена оптическому методу измерения поверхностного трения, основанному на интерференционной регистрации изменения толщины масляной пленки нанесенной на поверхность модели под действием сил поверхностного трения. Получены общие соотношения для определения поверхностного трения, в том числе на искривленных произвольно ориентированных поверхностях с использованием диффузного освещения. Приводятся примеры использования метода.

В главе 5 рассматриваются методы регистрации полей тепловых потоков и давления на поверхности модели. Обсуждаются метод регистрации температуры с использованием жидкокристаллических покрытий и интерференционные методы панорамной регистрации/тепловых потоков и полей давления: Приводятся примеры использования данных методов.

В заключении изложены основные результаты работы.

Личный вклад автора

Автору принадлежит теоретическая и конструкторская разработка, и реализация на аэродинамических установках, представленных в диссертации оптических методов диагностики газовых потоков при различных режимах обтекания. Отработка методик оптических измерений. Интерпретация и обобщение экспериментальных данных и разработка основных защищаемых положений.

Представленные в диссертации методы разрабатывались с целью их использования на аэродинамических установках. Их внедрение было бы невозможно без участия многих специалистов Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, принимавших участие в постановке экспериментов, обсуждении и интерпретации экспериментальных данных, а также в реализации оптических схем на конкретных установках и проведении тестовых и методических испытаний. Автор выражает глубокую признательность соавторам своих работ и обслуживающему персоналу установок. Особую признательность хотелось бы выразить коллегам по работе, принимавшим непосредственное участие в работах по внедрению, отладке и полезному обсуждению технологий использования методов, а именно.

К. т. н. JI. Г. Васеневу, к. т. н. А. И. Максимову и к. т. н. А. М. Шевченко, принимавшим активное участие в работах по внедрению метода лазерного ножа на установке Т-313, в результате которых метод был доведен до уровня штатной методики.

К. ф.- м. н. А. А. Желтоводову являющимся одним из инициаторов работ по развитию оптического метода регистрации поверхностного трения. Совместные работы по исследованию обтекания пластин со ступенькой, в том числе методом двухэкспозиционной голографической интерферометрии, послужили основой для дальнейшего развития методов оптической интерферометрии. В ходе выполнения данных работ на установке Т-313 впервые наблюдался эффект визуализации потока методом лазерного ножа на конденсированных частицах воды. Это послужило толчком для проведения исследований по возможности использования паров воды для генерации светорассеивающих частиц.

Д. ф.- м. н. М. С. Иванову - инициатору исследований волновых конфигураций, возникающих при обтекании плоских треугольных клиньев. Необходимость этих исследований послужила определяющей причиной для реализации продольной схемы лазерного ножа на Т-313. Активное участие в данных работах, а также в работах по развитию оптического метода регистрации поверхностного трения для измерений на криволинейных произвольно ориентированных поверхностях принимал к. ф.- м. н. С. Б. Никифоров.

М. П. Голубеву и Ал. А. Павлову, принимавшим непосредственное участие в разработке оптических интерференционных методов регистрации тепловых потоков и полей давления на обтекаемых поверхностях, теневого метода на основе адаптивных визуализирующих транспарантов и развитии методов оптической интерферометрии с формированием опорной волны от отдельного источника света. Результаты данных работ являются составной частью их кандидатских диссертаций.

Д. ф.- м. н. Г. М. Жарковой и В. М. Хачатурян принимавшим участие в реализации метода регистрации полей температуры с использованием термочувствительных ЖК-покрытий на дозвуковой аэродинамической трубе Т-324.

Д. т. н. В. И. Запрягаеву и д. т. н. А. В. Локотко являющимися инициаторами внедрения оптических методов на установке Т-326. В частности, при их непосредственном участии был реализации метод лазерного ножа с использованием в качестве светорассеивающих частиц конденсата азота и кислорода.

Д. ф.- м. н. В. П. Фомичеву являющемуся инициатором использования интерференционных и теневых АВТ методов для исследования влияния МГД-эффекта на положение ударных волн при обтекании клина гиперзвуковым потоком и принимавшем непосредственное участие в получении и интерпретации оптических экспериментальных данных.

Д. ф.- м. н. В. И. Корнилову, принимавшему активное участие в реализации на Т-324 метода регистрации полей температуры с использованием ЖК-покрытий, теневого метода на базе адаптивных визуализирующих транспарантов, метода лазерного ножа, оптического метода регистрации поверхностного трения и др. Владимир Иванович является основным организатором и непосредственным участником практически всех экспериментов по проведению методических испытаний и использованию оптических методов на данной установке. Его вклад заключается не только в выборе газодинамической конфигурации экспериментов, но и в активном участии в работах по расшифровке и интерпретации оптических экспериментальных данных.

Д. т. н. Харитонову Анатолию Михайловичу и д. ф.- м. н. Бойко Виктору Михайловичу за всемерную поддержку работ по развитию оптических методов.

Заключение диссертации по теме «Механика жидкости, газа и плазмы», Павлов, Александр Алексеевич

5.14. Основные результаты главы

1. 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.

2. Предложен общий подход применения методов оптической интерферометрии для панорамной регистрации полей давления и тепловых потоков на обтекаемых поверхностях. В качестве датчиков используются слои прозрачного вещества, изменяющие свои оптические свойства под воздействием регистрируемого параметра.

3. Отработана методика регистрации тепловых потоков. В приближении одномерности и линейности тепловой задачи получены соотношения, позволяющие по интерферометрическим данным восстанавливать распределение непосредственно тепловых потоков на обтекаемых поверхностях. Метод успешно используется на аэродинамических установках ИТПМ СО РАН.

4. Отработана методика регистрации полей давления. В приближении линейности задачи упругости получены общие соотношения для отклика баро-чувствительного покрытия, позволяющие по интерферометрическим данным восстановить распределение давление на исследуемой поверхности. Потенциальные возможности метода позволяют регистрировать изменения давления на уровне Ар < 0.1 мм. вод. ст., с быстродействием < 5 мкс, что недоступно с применением известных датчиков и методик.

5. Показана возможность применения разработанных методик на искривленных, произвольно ориентированных поверхностях с использованием интерференции в диффузном свете. Разработанный метод регистрации полей давления позволил впервые визуализировать поле давления за ударной волной, распространяющейся в канале ударной трубы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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. В частности:

1. Разработан теневой АВТ метод с визуализирующим элементом в виде слоя фототропного вещества. Метод впервые позволил визуализировать дозвуковые потоки с характерными скоростями V< 1 м/с. Метод эффективен при неконтролируемом смещении оптических элементов и позволяет визуализировать слабые возмущения на фоне сильных градиентов плотности. При исследовании оптического разряда позволил подтвердить критерии объединения ударных волн и исследовать эффект выноса газа из зоны неподвижного ОПР.

2. Разработан метод обработки интерферограмм, позволяющий регистрировать сдвиг интерференционных полос AN ~ 1 / пК, где К — количество градаций серого фотоприемника, что недостижимо для стандартных методов обработки. Метод позволил зафиксировать влияние МГД-эффекта на положение присоединенного 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 зарегистрированы интерферограммы потоков, с формированием опорной и предметной волн от отдельных источников. Способ может быть использован на любой установке, оснащенной теневым прибором, и позволяет исследовать неоднородности с размерами вдоль распространения излучения до нескольких десятков метров, что невозможно с применением стандартных схем.

4. Внедрен метод лазерного ножа на сверхзвуковой аэродинамической трубе с закрытой рабочей частью Т-313, работающей на чистом осушенном воздухе. Использование метода позволило уточнить карту течений формирующихся при обтекании треугольных крыльев и экспериментально доказать возможность существования комбинированного отражения скачков уплотнения. Опыт использования метода на Т-313, послужил основой для его реализации и на других, в том числе и дозвуковых, установках.

5. Предложен и экспериментально обоснован способ панорамных лазерных доплеровских измерений скорости. Сформулированы основные принципы компоновки двухлучевых интерферометров использующихся для этой цели, позволяющих получать интерферограммы диффузных объектов в прямолинейных эквидистантных полосах. Приведены оптические схемы их реализации.

6. Развит оптический метод измерения поверхностного трения. Получены соотношения, позволяющие по интерферометрическим данным восстанавливать значение поверхностного трения. Метод пригоден, как при дозвуковых, так и сверхзвуковых режимах обтекания, 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 одномерности и линейности тепловой задачи получены общие соотношения, позволяющие по интерферометрическим данным восстанавливать поверхностное распределение теплового потока.

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

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Павлов, Александр Алексеевич, 2009 год

1. Горлин С. М., Слезингер И. И. Аэромеханические измерения. М.: Наука, 1964.

2. Петунии А. Н. Измерения параметров газового потока. М.: Машиностроение, 1974.

3. Петунии А, Н. Методы и техника измерений параметров газового потока. М.: Машиностроение, 1996.

4. Лебига В. А. Термоанемометрия сжимаемых потоков. Учебн. пособие. Но-восиб. гос. тех. ун-т. Новосибирск. 1997. 81 с.

5. Корнилов В, И. Пространственные пристенные турбулентные течения в угловых конфигурациях. Новосибирск: Наука, Сиб. изд. фирма РАН. 2000. 399 с.

6. Сапожников С. 3., МитяковВ.Ю., МитяковА.В. Градиентные датчики теплового потока. Санкт-Петербург: изд-во СПбГПУ. 2003.

7. Харитонов А. М. Техника и метода аэрофизического эксперимента: Ч. 1: Аэродинамические трубы и газодинамические установки: Учебник. Новосибирск: Изд. НГТУ. 2005. 220 с.

8. Харитонов А. М. Техника и метода аэрофизического эксперимента: 4.2: Методы и средства аэрофизических измерений: Учебник. Новосибирск: Изд. НГТУ. 2007. 456 с.

9. Бойко В. М., Оришич А. М., Павлов А. А., Пикалов В. В. Теоретические основы и методы оптической диагностики в аэрофизическом эксперименте. Учебн. пособие. Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск. 2008. 412 с.

10. Маслов Н. А., Бойко В. М., Голубев М. П., Павлов А. А., Павлов Ал. А., Поздняков Г. А. Оптические приборы: Учебное пособие. Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск. 2008. 166 с.

11. Жаркова Г. М., Корнилов В. М., Лебига В. А., Миронов С. Г., Павлов А. А. Методы и средства исследований течений в аэрогазодинамическом эксперименте // Теплофизика и аэромеханика. Т. 4, №3. 1997, С. 283-294.

12. Nestulya R. V., Nikiforov S. В., Pavlov A. A. On Optical Skin Friction Measurements and Oil Visualization Image Processing // Experiments and Measurement in fluid Mechanics. 4, 1999.

13. Бродецкий M. Д., Никифоров С. Б., Павлов А. А., Шевченко А. М. Развитие метода лазерного ножа для сверхзвуковых аэродинамических труб // Теплофизика и аэромеханика. Т. 7, № 3. 2000. С. 375-380.

14. Brodetsky М. D., Kharitonov А. М., Krause Е., Pavlov A. A., Nikiforov S. В., Shevchenko А. М. Supersonic Leeside Flow Topology on Delta Wings Revisited // Experiments in Fluids. Vol. 29. 2000. P. 592-604.

15. Бродецкий M. Д., Краузе Э., Никифоров С. Б., Павлов А. А., Харитонов А. М., Шевченко А. М. Развитие вихревых структур на подветренной стороне треугольного крыла // ПМТФ. Т. 42, №2. 2001. С. 68-80.

16. Запрягаев В. И., Киселев Н. П., Павлов А. А. Влияние кривизны линий тока на интенсивность продольных вихрей в слое смешения сверхзвуковых струй //ПМТФ. Т. 45, № 3. 2004. С. 32-43.

17. Запрягаев В. И., Локотко А. В., Павлов А. А. Газодинамическая структура начального участка плоской перерасширенной затопленной струи // Теплофизика и аэромеханика. Т. 12, № 1. 2005. С. 61-76.

18. Тищенко В. Н., Грачев Г. Н., Павлов А. А., Смирнов А. Л., Павлов Ал. А., Голубев М. П. Газодинамические эффекты взаимодействия неподвижного оптического пульсирующего разряда с газом // Квантовая электроника, Т. 38, № 1. 2008. С. 82-87.

19. Желтоводов А. А., Павлов А. А. Исследование течения в сверхзвуковой отрывной зоне перед ступенькой // Препринт ИТПМ СО АН СССР, N 1. Новосибирск. 1979.

20. Желтоводов А. А., Павлов А. А. Комплексное исследование течения в сверхзвуковой отрывной зоне // Сб. докл. II Всесоюзной конф. по методам аэрофизического эксперимента. Новосибирск. 1979. С. 42-45.

21. Павлов А. А. Интерферометрические исследования полей плотности и скорости газовых и двухфазных потоков // Тез. докл. 4-й Всес. школы семинара "Современные проблемы газодинамики и пути повышения эффективности энергетических установок". Москва. 1983.

22. Бердюгин А. Е., Павлов А. А., Рудницкий А. Л. Панорамные измерения полей скорости // Тез. докл. Всес. школы по методам аэрофизических исследований, Красноярск, 1982. В сб. " Оптические методы исследования газовых потоков и плазмы". Минск. 1982.

23. Павлов А. А., Фомичев В. П., Бердюгин А. Е., Казан if ев А. В. Панорамное измерение полей скорости частиц в гетерогенных струях // Тез. докл. IX Всес. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы. Фрунзе: ИЛИМ. 1983.

24. Корнилов В. И., МеклерД. К, Павлов А. А. К методике измерения поверхностного трения однолучевым лазерным интерферометром // В сб. Методы аэрофизических исследований. Новосибирск, 1990. С. 144-151.

25. Корнилов В. И., Павлов А. А., Шпак С. И. К методике измерения поверхностного трения оптическим методом в сверхзвуковом потоке // Докл. на Всесоюзном семинаре по аэродинамике гиперзвуковых летательных аппаратов. Калининград Моск. обл., окт., 1990.

26. Kornilov V. I., Pavlov A. A., ShpakS.I. On the Techniques of Skin Friction Measurement Using Optical Method // Proceed of International Conference on the Methods of Aerophysical Research, Part 1. Novosibirsk 1992. P. 71-74.

27. Zharkova G. M., Maksimov A. I., Pavlov A. A., Khachaturyan V. M. Pressure Visualisation on Aerodynamic Surface by the Method of Luminescent Coating // Proceed of International Conference on the Methods of Aerophysical Research. Novosibirsk, 1992.

28. Zharkova G. M., Pavlov A. A., Khachaturyan V. M. Pressure Visualisation on Aerodynamic // Sixth Int. Symposium on Flow Visualisation. Yokohama. 1992.

29. Борисов А. В., Воронцов С. С., Желтоводов А. А., Павлов А. А., Шпак С. И. Развитие экспериментальных и расчетных методов исследования сверхзвуковых отрывных течений // Препринт ИТПМ СО РАН № 9-93. Новосибирск, 1993.

30. Graichen К., Kornilov V. I., Pavlov A. A. Near-wall flow measurement: problems, approaches, errors // Proceed of International Conference on the Methods of Aerophysical Research. Novosibirsk 1994. Part 2. P. 112-117.

31. Павлов А. А. Развитие панорамных методов оптической диагностики пространственных течений. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.ф.-м.н. Новосибирск. 1995.

32. Nikiforov S. В., Pavlov A. A. Digital Oil Visualisation Pictures Processing // Proceed. 8 International Conference on the Methods of Aerophysical Research. Part 2. P. 191-195. Novosibirsk, 1996.

33. Brodetsky M. D., Nikiforov S. В., Pavlov A. A., Shevchenko A. M. Visualization of a Supersonic Flow Field on the Leeside of a Delta Wing // The 6th Asian Symposium on Visualization, PUEXCO. Pusan, 2001. P. 077.1-077.6.

34. Kornilov V L, Nikiforov S. В., Pavlov A. A. A Modification of GISF Meter Utilizing Diffuse Light Scattering // 9th (millenium) International Symposium on the Flow Visualization. Edinburg, 2000. P. 174.1-174.6.

35. Nikiforov S. В., Pavlov A. A., Fomichov V. P. The Use of Field Interferometers for Panoramic LDA // 9th (millenium) International Symposium on the Flow Visualization. Edinburg, 2000. P. 226.1-226.6.

36. Kornilov V. I., Nikiforov S. В., Pavlov A. A. Skin Friction Measurement Utilising Diffuse Light GISF // The 6th Asian Symposium on Visualization, PUEXCO. Pu-san, 200 l.P. 041.1-041.6.

37. Nikiforov S. В., Pavlov A. A., Fomichov V P. Field Interferometers Based Panoramic LDA // The 6th Asian Symposium on Visualization, PUEXCO. Pusan, 2001. P. 042.1-041.6.

38. Павлов A. A., Голубев M. П., Павлов Ал. А. Оптический метод регистрации тепловых потоков // Препр. № 3-2002, ИТПМ СО РАН. Новосибирск. 2002.

39. Ivanov M. S., Kudryavtsev A. N., Nikiforov S. В., Kosinov A. D., Pavlov A. A. Experimental investigation of strong shock reflection and and hysteresis in various wind tunnels // The 24th International Symposium on Shock Waves. Paper №. 1381.

40. Finland, July 24-28, 2004. Proceedings. V. II, ISBN 951-39-1869-6. Paper №. 543. 16 p.

41. Shevchenko A., KavunL, Pavlov A., Zapryagaev V. Review of IT AM Experiments on Shock/Vortex Interactions // European conference for aerospace sciences. Moscow, July 4-7, 2005. 2.07.01.pdf.

42. 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). Goettingen, Germany, September 10-14, 2006. Art. № 154

43. Pavlov A. A., Pavlov Al. A., Golubev M. P. Development of interferometry methods // 12th International Symposium on Flow Visualization (ISFV-12). Goettingen, Germany, September 10-14, 2006. Art. № 159.

44. Boiko V. M., Pavlov A. A., Golubev M. P., Pavlov Al A. Development of laser methods of the flow diagnostics // Proc. at XIII International Symposium Atmospheric and ocean optics. Atmospheric physics. July 2-6, 2006. Tomsk. P. 68 (B-09).

45. Golubev M. P., Pavlov A. A., Pavlov Al. A. Panoramic optical method of heat-flow registration // 12th International Symposium on Flow Visualization (ISFV-12). Goettingen. September 10-14, 2006. Art. № 157.

46. Pavlov A. A. Some aspects of development of gas flow optic investigation methods // XIII Int. Conference on the Methods of Aerophysical Research. 5-10 February, 2007. Novosibirsk.

47. Shevchenko А. М., Kavunl.N., Pavlov A. A., Pavlov Al. A., Shmakov A. S., Zapryagaev V. I. Unsteady effects in wing wake shock interactions // Proc. 2nd European Conference for Aero-Space Sciences. July 1-6, 2007. Brussels. Paper 2.01.03. 8 p.

48. Golubev M. P., Pavlov A. A., Pavlov Al. A. Use of phase spekle interferometry for pressure field registration. XIV Int. Conference on the Methods of Aerophysical Research ICMAR-2008. Novosibirsk, June 30-July 6, 2008. Abstr. Part 1. Sect. I. P. 57-58.

49. Pavlov A. A., Pavlov Al. A., Golubev M. P. Use of AVT for gas flow visualization // Proc. XIV Int. Conference on the Methods of Aerophysical Research ICMAR-2008 (on CCD). Novosibirsk, June 30 July 6, 2008. Abstr. Part 1, Sect. I, P. 92-93.

50. Павлов А. А. Способ получения интерферограмм фазовых объектов. Авторское свидетельство N 994966. 1981.

51. Павлов А. А. Интерферометр для панорамных измерений скорости его варианты. Авторское свидетельство N 1304565. 1986.

52. Васильев Л. А. Теневые методы. М.: Наука. 1968.

53. ХолдерД., Норпг Р. Теневые методы в аэродинамике. М: Мир. 1966.

54. Скотников М. М. Теневые количественные методы в газовой динамике. М.: Наука. 1976.

55. Скотников М. М. Применение теневого прибора к исследованию сверхзвукового пограничного слоя. Оборонгиз. 1954.

56. Settles G. S. Schlieren and shadowgraph techniques. Visualizing phenomena in transparent media. Berlin: Springer. 2006.

57. Клочков В. П., Козлов Л. Ф., Потыкевич И. В., Со скин М. С. Лазерная анемометрия, дистанционная спектроскопия и интерферометрия. Киев: Наукова думка. 1985.

58. Теневые и интерференционные методы изучения газовых потоков. Обзор ОНТИ ЦАГИ № 430. М. 1973. 311 с.

59. Использование лазеров и голографии для визуализации и изучения течений в аэродинамических трубах / Отв. ред. Мальмберг Н.А. Обзор ОНТИ ЦАГИ. №463. 1975.

60. Клгшкин В. Ф., Папырин А. Н., Солоухин Р. И. Оптические методы регистрации быстропротекающих процессов. Новосибирск: Наука. 1980.

61. Оптические методы исследований в баллистическом эксперименте/ Отв. ред. Г. И. Мишин. JL: Наука. 1979.

62. Франсом М. Оптика спеклов. М.: Мир. 1980.

63. Островский Ю. И., Бутусов М. М, Островская Г. В. Голографическая интерферометрия. М.: Наука. 1977.

64. Бабичев Ю. Д., Емельянов В. А., Скотников М. М. Опыт расчетов осе-симметричного распределения показателя преломления // В сб. "Физические методы исследования прозрачных неоднородностей". ДНТН. 1975.

65. Gregor Мс. The vapour-screen method of flow visualization // J. Fl. Mech. V. 11, №4. 1961. P. 481-511.

66. Алхимов A. 77., Горбачев А. Т., Папырин A. H. О методе скоростной фоторегистрации сверхзвуковых двухфазных потоков // Сб. научн. трудов ИТПМ "Аэрофизические исследования". Вып. 2. 1973.

67. Боровой В. Я., Иванов В. В., Орлов А. А., Харченко В. Н. Визуализация пространственного обтекания моделей с помощью "лазерного ножа" // Ученые записки ЦАГИ. Т. 4, № 5. 1973.

68. Боровой В. Я., Иванов В. В., Орлов А. А., Харченко В. Н. Исследование обтекания сверхзвуковым потоком крыльев различной формы в плане методом лазерного ножа // Труды ЦАГИ. Вып. 1793. 1977.

69. Горшков М. И., Иванов Б. А. Установка "лазерный нож" для визуализации пространственного обтекания моделей в аэродинамической трубе // Труды ЦАГИ. Выл 1881. 1977.

70. Майкапар Г. И. Отрывные течения у подветренной стороны треугольного крыла и тела вращения в сверхзвуковом потоке // Уч. зап. ЦАГИ. Т. 13, № 4. 1982. С. 22-23.

71. Ван-Дайк М. Альбом течений жидкости и газа. М.: Мир. 1986.

72. Merzkirch W. Flow visualization // N. Y.; London: Academic Press. 1974.

73. Tavoularis S. Measurement in fluid mechanics // England, Cambridge University Press. 2005.

74. Westerweel J. Fundamentals of digital particle image velocimetry // Meas. Sci. Techno1. 8. 1997. P. 1379-1392.

75. Prasad A. K. Particle image velocimetry // Review article, Current Science 79, n°l.P. 51- 60. 2000.

76. Дубнищев Ю. H., Ринкевичюс Б. С., Фомин Н. А. Новые методы лазерной анемометрии в исследованиях сложных газодинамических течений // ИФЖ. Т. 76. № 6. 2003. С. 3-12.

77. Kompenhans J., Raff el M., Dierrle L. et al. PIV in Aerodynamics: Technology and Appcations in Wind Tunells // J. Visualization. V.2. 2000. P. 229-244.

78. Василенко Ю. Г., Дубнищев Ю. Н., Коронкевич В. П. и др. Лазерные доп-леровские измерители скорости / Под ред. Ю. Е. Нестерихина. Новосибирск:, Наука. 1975.

79. Белоусов П. Я., Дубнищев Ю. Н., Палыиакова И. Г. Измерение поля скорости потоков // Сб.: Лазерная доплеровская анемометрия и ее применения. Тез. докл. Всесоюзного семинара. Новосибирск, ИАиЭ СО АН СССР. 1980.

80. Дубнищев Ю. Н., Ринкевичус Б. С. Методы лазерной доплеровской анемометрии. М.: Наука. 1982.

81. Liou Т. М. Flow Visualization and LDV Measurement of Fully Developed Laminar Flow in Helically Coiled Tubes // J. Experiments in Fluids. V.13, N 5, 1992. P. 332-338.

82. Brucker C., Althaus W. Study of Vortex Breakdown on Particle Tracking Ve-locimetry (PTV) //J. Experiments in Fluids. V.13, N 5, 1992. P. 339-349.

83. Дубнищев Ю. H. Методы оптической диагностики потоков, основанные на селекции пространственно-временной структуры рассеянного света. Диссертация на соискание уч. степени доктора технических наук. Новосибирск. 1993.

84. May о W. Т., Allen Jr., Allen J. В. New Doppler Holographic Technique for Fluid Velocity Visualization and Measurement // Appl. Opt. V. 10, №9, 1971. P. 2119-2126.

85. Волоконно-оптические датчики. Вводный курс для инженеров и научных работников / Под ред. Э. Удда. М.: Техносфера. 2008. 520 с.

86. Дубнищев Ю. Н., Арбузов В. А., Белоусов П. П., Белоусов П. Я. Оптические методы исследования потоков / Отв. ред. Академик В.Е. Накоряков. Новосибирск: Сиб. унив. изд-во. 2003. 418 с.

87. EwanB. С. R. Particle velocity distribution measurement by holography // Applied Optics, V. 18, № 18. P. 3156-3160. 1970.

88. Фомин H. А. Спекл-интерферометрия газовых потоков. Минск: Наука и техника. 1989.

89. Adrian R. J. Statistical properties of particle image velocimetry measurements in turbulent flow. Laser Anemometry in Fluid Mechanics-Ill // Lisbon: Instituto Superior Tecnico. 1988. P. 115-119.

90. Kean R. D., Adrian R. J. Theory of cross correlation analysis of PIV images // Appl. Sci. Res., 49. 1992. P. 191-215.

91. Winter K. G. An outline of the techniques for the measurement of skin friction in turbulent boundary layers // Progress in the aerospace sciences, V.18. Pergamon Press, Gr. Britain. 1977. P. 1-57.

92. Rechenbergl. Messung der turbulenten Wandschubspannung // Zeitschrift fur Flagwissenschaften. Vol. 11. 1963.

93. Smith D. W., Walker J. H. Skin-friction measurements in incompressible flow.-NACATN 4231. 1958.

94. 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 // Journal of Physics E: Scientific Instruments. V. 9. March 1976. P. 194-202.

95. Tanner L. H. A Skin Friction Meter, Using the Viscosity Balance Principle, Suitable for Use with Flat or Curved Metal Surfaces // Journal of Physics E: Scientific Instruments. V. 10. March 1977. P. 278-284.

96. Tanner L. H. A Comparison of the Viscosity Balance and Preston Tube Methods of Skin Friction Measurement // Journal of Physics E: Scientific Instruments. V. 10. June 1977. P. 627-632.

97. Tanner L. H. Two Accurate Optical Methods for Newtonian Viscosity Measurements, and Observations on a Surface Effect with Silicon Oil // Journal of Physics E: Scientific Instruments. V. 10. Oct. 1977. P. 1019-1028.

98. Монсон Д. Дж., ХигучиХ. Измерение поверхностного трения с помощью двухлучевого лазерного интерферометра // Ракетная техника и космонавтика., Т. 19, N8. август 1981.

99. Monson D. J. A Nonintrusive Laser Interferometer Method for Measure-ment of Skin Friction // Experiments in Fluids. V. 1, № 1. 1983. P. 15-22.

100. Feyzl F. Messung von wandschubspannungen mit Iaserinterferometrie. Be-richt RWTH Aachen. 1986.

101. Settles G. S. Recent Skin Friction Techniques for Compressible Flows. AIAA Paper 86-1099. May 1986.

102. Kim K.-S., Setteles G. S. Skin Friction Measurements by Laser Interferometry in Swept Shock Wave / Turbulent BoundaryLayer Interactions. AIAA Paper 880497. January 1988.

103. Никифоров С. Б. Развитие и использование оптических методов для диагностики пространственных течений. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.ф.-м.н. Новосибирск. 2003.

104. БагаевГ.И., Голов В. К., Медведев Г. В., Поляков Н. Ф. Аэродинамическая труба малых скоростей Т-324 с пониженной степенью турбулентности //

105. Аэрофизические исследования: Сб. науч. тр. ИТПМ СО АН СССР. Вып. 1. Новосибирск. 1972.

106. Багаев Г. И., ЛебигаВ.А., Приданое В. Г., Черных В. В. Сверхзвуковая аэродинамическая труба Т-325 с низким уровнем турбулентности // Аэрофизические исследования: Сб. науч. тр. ИТПМ СО АН СССР. Вып. 1. Новосибирск. 1972. С. 11-13.

107. Запрягаев В. И., Кавун И. Н. Особенности структуры течения передней отрывной зоны вблизи тела с иглой при гиперзвуковой скорости набегающего потока//Математическое моделирование. Т. 19, № 7ю 2007. С. 120-128.

108. Друкер И. Г., Жак В. Д., Сапогов Б. А., Сафонов Ю. А. Характеристики гиперзвуковой азотной трубы ИТПМ СО АН // Вопросы газодинамики, Новосибирск: ИТПМ СО АН СССР, 1075, № 5. с. 294-295.

109. KonkinA. Ya., Lebiga V. А., Рак A. Yu., Zinoviev V. N. Experimental Facility and Data Acquisition System for Investigation of Compressible Mixing Flows // Proc. of ICMAR'2000. Pt. 3. Novosibirsk Russia. 2000.

110. Бойко В. М. Лазерная диагностика процессов взаимодействия ударных волн с жидкими и твердыми частицами. Диссертация д.ф.-м.н ИТПМ СО РАН. Новосибирск. 1995. 296 с.

111. Козлов В. В., Литвиненко М. В. , Козлов Г. В., Грек Г. Р. Влияние продольных полосчатых структур на процесс турбулизации круглой струи // ПМТФ. N. 45, № 3. 2003.

112. Ахманов С. А., Никитин С. Ю. Физическая оптика. М.: Наука. 2004. 654 с.

113. Барачевский В. А. Фотохромизм // Журнал Всесоюзного Химического общества им. Д. И. Менделеева. Т. 19, № 4. 1974. С. 423-33.

114. Барачевский В. А., Дашков Г. И., Цехомский В. А. Фотохромизм и его применение. М.:, 1977. 280 с.

115. Das Phasenkontrastverfahren bei der mikroskopischen Beobachtung // Zeit-schrift fur technische Physik. Jg 16, № 11. 1935.

116. Phase Contrast, a New Method for the Microscopic Observation of Transparent Objects // Physica, 1942, V. 9, № 7, № 10.

117. Борн M., Вольф Э. Основы оптики. M.: Наука. 1970.

118. Kosinov A. D., Semionov N. V., Yermolaev Yu. G. Disturbances in test section of T-325 supersonic wind tunnel // Preprint № 6-99 UTAM RAS SB, Novosibirsk. 1999. p 24.

119. Boiko V. M., Fomin V. M., Kiselev V. P., Kiselev S. P., PapyrinA. N., Pop-lavsky S. V. Shock wave interaction with a cloud of particles // Shock Waves. V. 7, №5. 1997. P.l 17-125.

120. Гущин В. А., Миткин В. В., Рождественская Т. И., Чашечкин Ю. Д. Численное и экспериментальное исследование тонкой структуры течения стратифицированной жидкости вблизи кругового цилиндра // ПМТФ. Т. 48, № 1. 2007. С. 43-54.

121. Бардаков Р. Н., Миткин В. В., Чашечкин Ю. Д. Тонкая структура стратифицированного течения вблизи пластины // ПМТФ. Т. 48, № 6. 2007. С. 77-91.

122. Авраменко Р. Ф., Рухадзе А. А., Теселкин С. Ф. О структуре ударной волны в слабоионизованной неизотермической плазме // Письма в ЖЭТФ. Т.34,1. B. 9. 1981. С. 485.

123. Георгиевский П. Ю., Левин В. А. Сверхзвуковое обтекание тел при наличии внешних источников тепловыделения // Письма ЖТФ. Т. 14, В. 8. 1988.1. C. 684.

124. Борзое В. Ю., Рыбка И. В., Юрьев А. С. Оценка энергозатрат при снижении. лобового сопротивления тела в сверхзвуковом потоке // Инженерно-физический журнал. Т. 63. 1992. С. 659.

125. Артемьев В. И., Бергельсон В. И., Немчинов И. В., Орлова Т. И., Смирнов В. А., Хазинс В. М. Изменение режима сверхзвукового обтекания препятствия при возникновении перед ним тонкого разреженного канала // Механика жидкости и газа. № 5. 1989. С. 146.

126. Третьяков П. К., Грачев Г. Н., Иванченко А. И., Крайнев В. Л., Понома-ренко А. Г., Тищенко В. Н. Стабилизация оптического разряда в сверхзвуковом потоке аргона // ДАН РАН. Т. 336, № 4. 1994. С. 466.

127. Третьяков П. К, Гаранин А. Ф., Грачев Г. Н., Крайнев В. Л., Пономарен-ко А. Г., Тищенко В. Н. Управление сверхзвуковым обтеканием тел с использованием мощного оптического разряда // ДАН РАН. Т. 351, №. 3. 1996. С. 339.

128. Myrabo L. N., Raizer Yu. P. Laser-Induced air spike for advanced transatmos-pheric vehicles. AIAA Paper. № 94-2451. 1994.

129. Борзое В. Ю., Михайлов В. М., Рыбка И. В. и др. Экспериментальное исследование сверхзвукового обтекания препятствия при энергоподводе в невозмущенный поток // Инженерно-физический журнал. Т. 66, №. 5. 1994. С. 515.

130. Тищенко В.Н. Генерация низкочастотной волны оптическим разрядом, движущимся в газе с дозвуковой скоростью // Квантовая электроника. Т. 33, №9. 2003. С. 823-830.

131. РайзерЮ. П. Лазерная искра и распространение разрядов. М.: Наука. 1974. С. 308.

132. Грачев Г. И., Пономаренко А. Г., Смирнов А. Л., Стаценко П. А., Траш-кеев С. И. Оптическая система быстрого перемещения фокуса луча // Сб. трудов VI Межд. конф. Прикладная оптика. С.-Петербург, 18-21 октября 2004. Т. 4. С. 3.

133. BurchJ. М., Tokarski М. J. Production of Multiple Beam Fringes from Photographic Scateres // Optica Acta. 15, 101. 1968.

134. Kompenhans J., ArnottA., AgosA., Gilliot A., Monnier J. C. Application of PIV for the investigation of high speed flow fields // West East High Speed Flow Field. Barselona. 2002. P. 39-52.

135. Adrian R. J. Twenty years of particle image velocimetry // Experiments in Fu-ids. №39. 2005. P. 159-169.

136. Скорнякова Н. М. Применение теневого фонового метода // X Юбилейная Международная научно-техническая конференция Оптические методы исследования потоков ОМИП-2009. Москва, 23-26 июня 2009. М.: Изд. МЭИ. 2009. С. 66-71.

137. ЛандсбергГ. С. Оптика//М.: Наука. 1976.

138. Максгшов А. И. Устройство для фоторегистрации картины течения в аэрогазодинамических установках//Авт. свид. N1408413 МКИ G03 В 41/00.

139. Онуфриев А. Т., Харитонов А. М., Волонихин И. И., Писаренко Н. И. Отчет по результатам первого этапа пуско-наладочных работ на аэродинамической трубе Т-313. ИТПМ. 1967.

140. Таблицы физических величин. .Справочник под редакцией академика И. К. Кикоина. М.: Атомиздат. 1976.

141. ВасеневЛ. Г., Павлов А. А. Развитое метода "лазерного ножа" применительно к воздушным сверхзвуковым аэродинамическим трубам с камерой давления. Отчет ИТПМ №1194. Новосибирск. 1981.

142. Поуп А., Гойя К. Аэродинамические трубы больших скоростей. М.: Мир. 1968.

143. Брсьмсон М. А. Справочные таблицы по инфракрасному излучению нагретых тел. М.: Наука. 1964. 320 с.

144. Squire L. С. Flow regimes over delta wings at supersonic and hypersonic speeds // The Aeronaut Quart. V. 27, part 1. 1976.

145. Brodetsky M. D., Shevchenko A. M. Some features of a separated flow and supersonic vortex structure at the leeside of a delta wing // Proceeding at IUTAM Symp. on separated flows and jets. 9-13 July. 1990. P. 62-63.

146. Brodetsky M. D„ Shevchenko A. M. Some features of a separated flow and supersonic vortex structure at the leeside of a delta wing // Separated flows and jets. IUTAM Symp. Springer-Verlag, Berlin Heidel berg. 1991. P. 341-344.

147. Stanbrook A., Squire L. C. Possible types of flow at swept leading edges // Aeronaut. Quart, 1964. V. 15, № 2. P. 72-82.

148. Wood R. M., Miller D. C. Lee side flow over delta wings at supersonic speeds // J. Aircraft. V. 21. 1984. P. 680-686.

149. SeshadriS. N., Narayan K. Y. Possible types of flow on lee-surface of delta wing at supersonic speeds // Aeronautical J. № 5. 1988. P. 185-199.

150. HornungH. G., Oertel H., Sandeman R. J. Transition to Mach reflexion of shock waves in steady and pseudosteady flow with and without relaxation // J. Fluid Mech. 90: 1979. P. 541-560.

151. ChpountA., Passerel D., Li H., Ben-Dor G. Reconsideration of oblique shock wave reflections in steady flows. Part 1. Experimental investigation // J. Fluid Mech. 301. 1995. P. 19-35.

152. Passerel D. Etude de la transition entre reflexion reguliere et reflexion de Mach. These de doctorat de l'Universite Pierre et Marie Curie (Paris). 1996.

153. Ivanov M. S., Gimelshein S. F, Kudryavtsev A. N., Markelov G. N. Transition from regular to Mach reflection in two- and three-dimensional flows // Pros, of the 21st International Symposium on Shock Waves 2. 1997. P. 813-818.

154. Skews B. W. Aspect ratio effects in wind tunnel studies of shock waves reflection transition // Shock Waves 7. 1997. P. 373-383.

155. Skews B. W., Vikovic S., Draxl M. Three-dimensional effects in steady flow shock wave reflection transition // 12th International Mach Reflection Symposium. 1996. P. 152-162.

156. Sudani N., Sato M., Watanabe M., NodaJ., Tade A., KarasawaT. Tree-dimensional effects on shock wave reflections in steady flows // AIAA Paper 990148. 1999.

157. Бродецкий M. Д., Максимов А. И., Харитонов A. M. Особенности взаимодействия интерференционных и дифракционных течений при сверхзвуковых скоростях//ЖПМТФ. № 1. 1986.

158. Максимов А. И. Дифракция косого скачка уплотнения в окрестности внешнего прямого угла // ЖПМТФ. № 4. 1987.

159. Максимов А. И. Экспериментальное исследование взаимодействия пространственных отрывных течений при продольном сверхзвуковом обтекании угловых конфигураций // В сб.: Взаимодействие сложных пространственных течений. Новосибирск. 1987.

160. Максимов А. И. Использование "лазерного ножа" для изучения структуры сложных пространственных течений // В сб.: Физические методы исследования прозрачных неоднородностей. Москва, МДНТП. 1988.

161. Демьяненко В. С. Пространственное обтекание двугранного угла сверхзвуковым потоком газа. Отчет ИТПМ N657. Новосибирск. 1973.

162. Демьяненко В. С. Экспериментальное исследование пространственного сверхзвукового течения газа в области интерференции пересекающихся поверхностей // МЖГ. № 6. 1975.

163. Основы газовой динамики/ Ред. Г. Эммонс. М.: Изд-во иностр. лит. 1963. 702 с.

164. Власов Ю. Н., Жук В. Н., Кузнецов Е. Н. и др. Тр. метролог, ин-тов СССР //ВНИИФТРИ. 1976. вып. 8. С. 12-19ю

165. Трохан А. М. 5-й Всесоюзн. съезд по теорет. прикл. механике // Алма-Ата, 27 мая 3 июня 1981. Алма-Ата. 1981. С. 338-339.

166. Трохан А. М. Измерение скорости в потоке газа кинематическими методами // ПМТФ. 1962. № 2.

167. Кузнецова Е. А., Степанов Б. М., Царфин В. Я. Топографическая съемка быстропротекающих процессов парными импульсами излучения // ПТЭ. № 6. 1972. С. 177-179.

168. Ринкевичус Б. С. Лазерная анемометрия. М.: Энергия. 1978.

169. Гродзовский Г. Л., Петунин А. Н., Яковлев В. А. и др. Лазерное допле-ровское измерение скорости потоков жидкости и газов // Обзор ОНТИ ЦАГИ. №481. 1976.

170. Wernert Ph. Analytical model of experimental errors in doppler global velocimetry (DGV) // 9th (millenium) International symposium on the flow visualization. Edinburg, 2000, Paper 319: 1-10 p.

171. Пятницкий Л. H. Лазерная диагностика плазмы. М.: Атомиздат. 1976.

172. Ч. Вест. Топографическая интерферометрия. М.: Мир. 1982. С. 504.

173. Р. Колъер, К. Беркхарт, Л. Лин. Оптическая голография. М.: Мир. 1973. С. 688.

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

175. Arroyo M. P. and Greated C. A. Stereoscopic particle image velocimetry // Meas. Sci. Technol. 2. P. 1181-1186. 1991.

176. Долгов В. H. Закон сопротивления для сжимаемого слоя на гладкой пластине при наличии теплопередачи. Метод Сполдинга-Чи // Отчет ИТПМ СО АН СССР. № 380. Новосибирск. 1969.

177. Сполдинг Д. Б., Чи С. В. Закон сопротивления для сжимаемого турбулентного пограничного слоя на гладкой пластине при наличии теплопередачи //Механика. №6(88). 1964. С. 82-113.

178. Полежаев Ю. В., Юревич Ф. Б. Тепловая защита. / Под ред. А. В. Лыкова. М.: Энергия. 1976.

179. Бражко В. Н., Ковалева Н. А., Майкапар Г. И. О методе измерения теплового потока с помощью термоиндикаторных покрытий // Ученые записки ЦАГИ. 1989. Т. XX, №1.

180. Кондакова В. П., Рыжкова М. В. Расчетные материалы для определения коэффициентов теплоотдачи с помощью термоиндикаторов // Тр. ЦАГИ. 1970. Вып. 1175. С. 240-256.

181. Боровой В. Я. Течение газа и теплообмен в зонах взаимодействия ударных волн с пограничным слоем. М.: Машиностроение. 1983.

182. Воронцов С. С. Измерение параметров теплообмена на поверхности моделей в аэродинамических трубах с использованием системы "ЭФА-460" // Методы аэрофизического эксперимента : сборник. Новосибирск: Изд-во ИТПМ СО РАН. 1997. С. 27-33.

183. РепнкЕ. У., Кузенков В. К. Погрешность измерения статического давления при использовании дренажных отверстий // ИФЖ. № 6. 1988.

184. Грншков А. Г., Шилов В. А. Многоточечные средства для измерения давления в аэродинамическом эксперименте // Тр. ЦИАМ №972. 1982. С. 59-65.

185. Peterson J. /., FitzgerardR. V. New technique of surface flow visualization based on oxygen quenching of fluorescence // Review of Scientific Instruments. V. 51. May 1980. P. 670-671.

186. T. Liu, B. Campbell, S. Burns, J. Sullivan. Temperature and Pressure-Sensitive Paints in Aerodynamics // Applied Mechanics Reviews, Vol. 50, No. 4, pp. 227-246

187. Liu Т., Guille M., Sullivan J. Accuracy of Pressure Sensitive Paint // AIAA Journal. V. 39. №. 1.

188. Bell J., McLachlan B. Image Registration for Pressure-Sensitive Paint Applications // Experiments in Fluids. V. 22, №. 1. P. 78-86.

189. Crafton J., Fonov S., Edward G., et al. Simultanious measurements of pressure and deformation on a UCAV in the SARL // 11th International Symposium on Flow Visualization. August 9-12, 2004. University of Notre Dame. Notre Dame, Indiana, USA.

190. Fonov S., Jones G., Crafton J., Fonov V., Goss L. The development of optical technique for the measurement of pressure and skin friction // Measurement Science and Technology. V.17. 2006. P. 1261-1268.

191. Беляков В.А., Сонин А. С. Оптика холестерических жидких кристаллов. М.: Наука. 1982.

192. Zharkova G. М., Dovgal А. V., Kovrizhina V. N., Zanin В. Yu. Investigation of flow separation on a finite span wing by liquid crystal coatings // 9th (millenium) International symposium on the flow visualization. Edinburg, 2000, Paper 331: 1-5 p.

193. Akino N., Kunugi Т., lehimiya К et al. Improved liquid-crystal thermometry excluding human color sensation // J. Heat Transfer. V. 111. 1989. P. 558-565.

194. Долгов В. H., Шулемович В. М., Шпак С. И. Турбулентная вязкость для расчета двумерных пограничных слоев в широком диапазоне градиентов давления, чисел Маха, Рейнольдса и параметров проницаемости // Препринт ИТПМ СО АН СССР, № 17-78. Новосибирск. 1978.

195. Авдуевский В. С., Галгщейский Б. М., Глебов Г. А. и др. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике. М.: Машиностроение. 1975. 624 с.

196. Kawamura Т., HiwadaM., Mabuchi I., KitmadaM. Augmentation of turbulent heat transfer on a flat plate with a three-dimensional protuberance // Buletin of JSME. V. 27, № 234. 1984. P. 2787-2794.

197. Кругер M. Я., Панов В. А., Кулагин В. В., Погарев Г. В., КругерЯ. М., Jle-винзон А. М. Справочник конструктора оптико-механических приборов / Под ред. М.Я. Кругера и В.А. Панова. М.:; Д.: МАШГИЗ. 1963.

198. Блистанов А. А., Бондаренко В. С., Переломова Н. В., Стрижев-ская Ф. Н., Чкалова В. В., Шасколъская М. П. Акустические кристаллы: Справочник / Под ред. М.П. Шаскольской. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит. 1982.

199. Абен X. К. Интегральная фотоупругость. Таллин: Валгус. 1975. 218 с.

200. Разумовский И. А. Интерференционно-оптические методы механики деформируемого твердого тела. Учеб. Пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2007. 240 с.

201. Горшков А. Г., Старовогтгов Э. И., Тарлаковский Д. В. Теория упругости и пластичности. Учеб.: Для вузов. М.:ФИЗМАТЛИТ. 2002. 414 с.

202. Ландау Л. Д., ЛифшицЕ. М. Теоретическая физика Т. VII. Теория упругости. Учеб. Пособие. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит. 1987. 248 с.

203. Бидерман В. Л. Теория механических колебаний. М.: Высшая школа. 1980. 405 с.

204. ПановкоЯ. Г. Введение в теорию механических колебаний. М. : Наука.

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

206. Блохинцев Д. И. Акустика неоднородной движущейся среды, 2-е изд. М.: Наука. 1981.1991.