Математическое моделирование процессов взаимодействия мощного лазерного излучения с твердым аэрозолем с учетом переконденсации
Диссертация
Работы (~), содержащие основные результаты, полученные в этом направлении, между тем составляют лишь малую толику от общего числа публикаций. В них отмечается, что прохождение МЛИ через атмосферные аэрозоли сопровождается рядом нелинейных эффектов, самым низкопороговым из которых является тепло-акустическое самовоздействие, приводящее к дефокусировке пучка, изменению его формы и т. д. Эти… Читать ещё >
Содержание
- 1. Процесс испарения и конденсации при действии МЛИ на твердые частицы /литературный обзор/
- 2. Моделирование процессов испарения тугоплавкой частицы в поле мощного лазерного излучения
- 2. 1. Обоснование квазистационарного сферически-симметричного приближения. '. ./. :.¦
- 2. 2. Режимы испарения вещества с поверхности частицы
- 2. 3. Расчет температурного режима поверхности частицы
- 3. Моделирование процессов разлета испаренного вещества от поверхности частицы
- 3. 1. Переохлаждение пара как особенность расширения. Переконденсация
- 3. 2. Возникновение ударной волны при быстром расширении при наличии противодавления
- 3. 3. Расчет профилей давления, температуры и концентрации парогазового облака без учета конденсации
- 3. 4. Методика расчета газодинамических параметров
- 3. 5. Расчет параметров парогазового облака при расширении в атмосферу с учетом переконденсации. ГО
- 4. Характеристики процесса конденсации, происходящего в расширяющемся парогазовом облаке
- 4. 1. Два механизма образования зародышей новой фазы
- 4. 2. Использование метода модифицированной спектральной прозрачности (МСП) для регистрации частиц конденсата
- 4. 3. Исследование среднего диаметра частиц методом МСП
- 4. 4. Интерпретация экспериментальных данных по переконденсации
Список литературы
- Зуев В.Е., Копытин Ю. Д., Кузиковский A.B. Нелинейные оптические эффекты в аэрозолях. — Новосибирск: Наука, 1980. -184с.
- Букатый В.И., Суторихин И. А., Краснопевцев В. Н., Шайдук A.M. Воздействие лазерного излучения на твердый аэрозоль. -Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 1994. 198с.
- Шайдук A.M. Моделирование процессов взаимодействия мощного лазерного излучения с дисперсными системами: Дис. докт. физ.-мат. наук. Барнаул, 1998. 277с.
- Букатый В.И. Взаимодействие лазерного излучения с твердым горючим аэрозолем: Дис. докт. физ.-мат. наук. Томск, 1986. -383с.
- Довгалик JI.A., Ивлев JT.C. Физика водных и других атмосферных аэрозолей. Учебное пособие. Изд-во ЛГУ, 1977. — 256с.
- Кузиковский A.B., Хмелевцов С. С. Влияние переконденсации на испарение водного аэрозоля в радиационном поле. Изв. АН СССР, Физика атмосферы и океана, 1975. Т.2, N4. — С. 362−369.
- Гордин М.П., Стрелков Г. М. Эффект переконденсации при диффузионном испарении водного аэрозоля в поле излучения. -Квантовая электроника, 1975. Т.2, N3. С. 559−566.
- Зуев В.Е., Землянов А. А. Взрывы капель под действием интенсивного лазерного излучения. Изв. высших уч. заведений. Физика, 1983, N2, С.53−65.
- Зуев В.Е., Землянов А. А., Копытин Ю. Д., Кузиковский А. В. Мощное лазерное излучение в атмосферном аэрозоле. Новосибирск: Наука, 1984. — 184с.
- Кандидов В.П. Обзор нелинейных эффектов при распространении лазерного излучения в атмосфере./ Нелинейная оптика и оптоакустика: Сборник статей. Томск, 1988. С. 1−3.
- Clarke A.D. Aerosol light absorption by soot in remote environ-ments// Aerosol Sci. And Techn., 1989, V.10, N1. P.161−171.
- Креков Г. М., Звенигородский С. Г. Оптическая модель средней атмосферы. Новосибирск: Наука, 1990. — 277с.
- Москаленко Н.И., СкворцоваС.Я., Федоров Ю. В., ЯкуноваФ.С. Оптические характеристики антропогенных аэрозолей// X Всесоюзное совещание по распространению лазерного излучения в атмосфере. Тезисы докладов. Томск, 1989. — С. 43.
- Алдошина О.И., Елепина Е. И. Рассеяние солнечного света на продуктах сгорания ракетных топлив// X Всесоюзное совещание по распространению лазерного излучения в атмосфере. Тезисы докладов. Томск, 1989. — С.43.
- Хрипунов П.К., Данилов Т. И., Маслов B.JT. и др. Спектрофо-тометрический метод определения оптических характеристик пылевых аэрозолей// X Всесоюзное совещание по распространению лазерного излучения в атмосфере. Тезисы докладов. -Томск, 1989. С. 34.
- Ивлев JI.С., Креков Г. М., Попова С. И., Рахимов Р. Ф. Оптические свойства некоторых типов городского аэрозоля// В кн.: Исследование атмосферного аэрозоля методами лазерного зондирования. Новосибирск: Наука, 1980. — 235с.
- Голицын Г. С., Шукуров А. X., Гинзбург A.C., Сутугин А. Г., Андронова А. В. Комплексное исследование микрофизических и оптических свойств дымового аэрозоля. // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1988. Т.24, N 3. С. 227 — 234.
- Волковицкий O.A., Седунов Ю. С., Семенов Л. П. Распространение интенсивного лазерного излучения в облаках. Л.: Гидро-метеоиздат, 1982. — 312с.
- Черняк В.Г. Теория испарения сферической частицы под воздействием направленного оптического излучения/ Физика атмосферы и океана, N6, T.31, 1995. С. 800−808.
- Погодаев В.А. Воздействие излучения СОг-лазера на твердые микрочастицы// II Всесоюзный симпозиум по распространению лазерного излучения в атмосфере. Томск, 1973. С.316−319.
- Кузиковский A.B., Погодаев В. А. О горении твердых частиц под воздействием излучения С02-лазера// ФГВ, 1977. Т.13, N5. С. 783−787.
- Каплинский А.Е. Взаимодействие мощного лазерного излучения с углеродными аэрозольными частицами во влажной атмосфере: Дис. канд. физ.-мат. наук. Барнаул, 1990. 121с.
- Куснер Ю.С., Приходько В. Г. и др. О механизме гомогенной конденсации при быстром адиабатическом расширении газа/ Журнал теоретической физики, N9, Т.54, 1984. С. 1772−1781.
- Беданов В.М., Ваганов B.C., Гадияк Г. В. и др. Экспериментальное определение числа молекул в критическом зародыше. Проверка теории гомогенного зародышеобразования// Химическая физика, 1988, Т.7, N4. С. 555−563.
- Райзер Ю.П. О конденсации в облаке испаренного вещества, расширяющегося в пустоту// ЖЭТФ. 1959. Т.37, Вып.6(12), -С. 1741−1750.
- Зельдович Я.Б. К теории образования новой фазы. Кавитация// ЖЭТФ, 1942, Т.12, NN11−12. С. 525−538.
- Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Л.: Наука, 1975. — 598с.
- Фольмер М. Кинетика образования новой фазы. М.: Наука, 1986. — 204с.
- Хирс Д., Паунд Г. Испарение и конденсация. М.: Металлургия, 1966. 196с.
- Пирумов У.Г., Росляков Г. С. Течения газа в соплах. М.: Изд-во МГУ, 1978. — 352с.
- Чирихин A.B. Численное исследование гетерогенной-гомогенной конденсации потока в сверхзвзжовом сопле/ Известия АН СССР. Механика жидкости и газа, 1977. N1, С. 137−145.
- Анисимов С. И., Имас Я. А., Романов Г. С., Ходыко Ю. В. Действие излучения большой мощности на металлы.М.: Наука, 1970. 272с.
- Кронберг Т.К. Нелинейное распространение мощных лазерных пучков в твердом аэрозоле: Дис. канд. физ.-мат. наук. Томск, 1989. 138с.
- Лямкина Г. В. Взаимодействие мощного лазерного излучения с тугоплавким аэрозолем в условиях вакуума с учетом переконденсации: Дис. канд. физ.-мат. наук. Барнаул, 1992. 112с.
- Букатый В.И., Соломатин К. В. Селективный метод определения микрофизических параметров углеродных частиц в атмосфере// IV Симпозиум «Оптика атмосферы и океана». Тезисы докладов. Томск, 1997. — С. 101−102.
- Букатый В.И., Соломатин К. В. Моделирование и расчет параметров тепломассоореола, возникающего в окрестности тугоплавкой частицы.// IV Симпозиум «Оптика атмосферы и океана». Тезисы докладов. Томск, 1997. — С. 102.
- Букатый В.И., Соломатин К. В. Определение размеров вторичных частиц, возникающих при переконденсации парогазового облака испаренного вещества.// IV Симпозиум «Оптика атмосферы и океана». Тезисы докладов. Томск, 1997. — С. 101.
- Букатый В.И., Соломатин К. В. Микроструктура аэрозоля, возникающего в процессе переконденсации, при лазерном воздействии на углеродную частицу// Известия Алтайского госуниверситета. 1997, N7, С. 41−44.
- Букатый В.И., Куприенко Г. В., Соломатин К. В. Моделирование процессов испарения тугоплавкой частицы и разлета испаренного вещества в атмосфере. Препринт АГУ. 1997. 18с.
- Букатый В.И., Соломатин К. В. Влияние переконденсации на положение фронта ударной волны при высокоскоростном расширении парогазового облака // Известия Алтайского госуниверситета. 1998, N1(6), С. 67−70.
- Букатый В.И., Суторихин И. А. Экспериментальные исследования воздействия излучения СО2-лазера на углеродные частицы. // Физика горения и взрыва. 1982. N 2. С. 96 — 99.
- Захарченко C.B., Пинчук С. Д., Скрипкин A.M. О нелинейном распространении лазерного излучения в твердом аэрозоле. -Квантовая электроника, 1978, т.5. N4. С. 934−937.
- Воробьев B.C. Приповерхностная лазерная плазма/ Успехи физических наук, N12, Т.163, 1993. С. 51−83.
- Букатый В.И., Сагалаков A.M., Тельнихин A.A., Шайдук A.M. Горение углеродных частиц в мощном оптическом поле/ Физика горения и взрыва, N6, 1979. С. 46−50.
- Вильяме Ф.А. Теория горения. М.: Наука, 1971.
- Основы практической теории горения/ Под ред. Померанцева В. В. Л.: Энергия, 1973. — 263с.
- Блох А.Г. Тепловое излучение в котельных установках. Л.: Энергия, 1967. — 326с.
- Блох А.Г. и др. Теплообмен излучением: Справочник. 1991. -424с.
- Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена: Пер. с англ.- М.: Мир, 1988. 544с.
- Бабушка П., Витасек Э., Прагер М. Численные процессы решения дифференциальных уравнений. М.: Мир, 1969. — 368с.
- Шайдук A.M. Распространение интенсивного оптического излучения в твердом горючем аэрозоле: Дис. канд. физ.-мат. наук. Томск, 1986. 132с.
- Букатый В.П., Суторихин И. А., Краснопевцев В. Н., Шайдук A.M. Нелинейное взаимодействие лазерного излучения с твердым антропогенным аэрозолем. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 1996. — 198с.
- Лойцянский Л.Г. Механика Жидкости и газа. М.: Наука, 1970.- 272с.
- Толмачев В.В., Головин A.M., Потапов B.C. Термодинамика и электродинамика сплошной среды. Москва: Изд-во МГУ, 1988.- 232с.
- Погадаев В.А. Частица грубодисперсного твердого аэрозоля в интенсивном световом поле.// Физика горения и взрыва 1983, N1, С. 73−76.
- Краснопевцев В.Н. Нелинейные эффекты при распространении интенсивного лазерного излучения в твердом горючем аэрозоле: Дис. канд. физ.-мат. наук. Томск, 1986. 132с.
- Т.К.Кронберг. Реактивное движение испаряющейся частицы// Воздействие интенсивного лазерного излучения на твердый аэрозоль: Межвузовский научный сборник. Барнаул, 1987. -С.32−36.
- Аскарьян Г. А., Мороз Е. М. Давление при испарении вещества в луче радиации// ЖЭТФ, Т.43, 1962. С. 2319−2321.
- Т.К.Кронберг. О движении испаряющейся твердой частицы в поле лазерного излучения// Взаимодействие мощного лазерного излучения с аэрозолем: Межвузовский научный сборник. -Новосибирск, 1989. С.39−43.
- Несмеянов А.И. Давление пара химических элементов. М.: Мир, Изд-во АН СССР, 1961. — 396 с.
- Головина Е.С. Высокотемпературное горение и газификация углерода. М.: Энергоатомиздат, 1983. — 173с.
- Дородницын A.A. Об одном подходе к решению краевых задач для дифференциальных уравнений// Кибернетика, 1988. N4, -С. 13−16.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Механика сплошных сред. Изд. 2-е. М.: Гостехиздат, 1954. 608с.
- Зельдович Я.Б., Райзер Ю. П. Физические явления при расширении в вакуум твердых тел сжатых сильными ударными волнами// ЖЭТФ. 1958, т.35, Вып.6(12), С. 1402−1406.
- Черняк В.Г., Маргнлевский А. Е. Кинетическая теория испарения и конденсационного роста сферических частиц// Теплофизика высоких температур. 1980, Т.18, N5, С. 1032−1039.
- Горбунов В.Н., Пирумов У. Г. Неравновесная конденсация в высокоскоростных потоках газа. М.: Машиностроение, 1984. -200с.
- Бутковский A.B. Интенсивная конденсация газа на сферических частицах// Теплофизика высоких температур, N5, Т.28, 1990. С. 965−968.
- Куни Ф.М. Кинетическая теория конденсации в динамических условиях/ Проблемы теоретической физики (Ленинград), N3, 1988. С. 192−236.
- Лукин А.Я., Степанов A.M. Динамика формирования аэрозоля из пересыщенного пара// Журнал ПМТФ. 1984, Т. З, С. 94−104.
- Дерягин Б.В. Общая теория образования новой фазы. Статистическая кавитация в нелетучей жидкости. // Журнал технической физики. 1973. т.65. в.6. С. 22−61.
- Абрамов A.A., Коган М. Н. Сильная дозвуковая конденсация одноатомного газа. // Изв. АН СССР. 1989. N1. С. 165−169.
- Лямкина Г. В., Шайдук A.M. Размеры и концентрация мелкодисперсной фракции аэрозоля при испарении тугоплавкой частицы в вакуум. // Оптика атмосферы, т.4., N11, 1991, С. 4.
- Лушников A.A., Пахомов A.B., Черняева Г. А. Фрактальная размерность агрегатов, образующихся при лазерном испарении металлов/ Доклады АН СССР, N1, Т.292, 1987. С. 86−88.
- Сухов Л.Т. Лазерный спектральный анализ (физические принципы). Н.: Наука, 1990. — 144с.
- Архипов В.А., Ратаиов Г. С. Лазерные методы диагностики конденсированных продуктов горения/ Физика горения и взрыва, N2,1979. С.185−187.
- Болтрукевич Е.П., Ратанов Г. С. Экспериментальное определение среднего размера частиц конденсированной фазы в продуктах сгорания дымного пороха/ Физика горения и взрыва, N2,1979. С. 183−185.
- Нигматуллин Р.И. Динамика многофазных сред. 4.1. М.: Наука, 1987. — 464с.
- Дейч М.Е., Филиппов Г. А. Газодинамика двухфазных сред. -М.: Энергия, 1981. 471с.
- Математическое моделирование процессов конвективного тепломассообмена. Методическое пособие -Днепропетровск, ДГУ, 1982. 60с.
- Титов А.К. Интенсивное испарение и плазмообразование под действием лазерного излучения на мелкую частицу: Дис. канд. физ.-мат. наук. Москва, 1991. 110с.
- Кнаке О., Странский И. Н. Механизм испарения// Успехи физических наук. 1959, Т.68, Вып.2, С. 261−305.
- Баранов В.Б. Что такое солнечный ветер// Соросовский образовательный журнал. 1996, N12(13), С. 81−86.
- Зельдович Я.Б. Теория ударных волн и введение в газодинамику. Л.: Изд-во АН СССР, 1946. — 190с.
- Зельдович Я.Б., Райзер Ю. П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966. — 688с.
- Баум Ф.А., Орленко Л. П., Станюкович К. П. и др. Физика взрыва. М.: Наука, 1975. — 704с.
- Куршаков A.B., Салтанов Г. А., Ткаленко P.A. Теоретические и экспериментальные исследования конденсации в центрированной волне разрежения/ Журнал прикладной механики и теоретической физики, 1971. N5 С. 117−122.
- Кучеров Р.Я., Рикенглаз Р. Э. О гидродинамических граничных условиях при испарении и конденсации// ЖЭТФ, Т.37, Вып.1(7), 1959. С. 125−126.
- Андрухова Т.В., Б}жатый В.И. Динамика изменения размера углеродных частиц в поле излучения С02-лазера в вакууме. Деп. в ВИНИТИ, 14.04.97, N1250-B97.
- Таблицы физических величин: Справочник/ Под ред. акад. Кикоина И. К. М.: Атомиздат, 1976. — 1006с.
- Коган М.Н. Динамика разреженного газа. М.: Наука, 1967. -440 с.
- Температура одиночных угольных частиц, нагреваемых излучением СС>2-лазера. В кн.: II Всесоюзное совещание по распространению лазерного излучения в дисперсной среде. — Обнинск: 1982, ч. Н, — С. 134.
- Краснопевцев В.Н., Суторихин И. А. Динамика температуры углеродных частиц. // Распространение мощного оптического излучения в твердом аэрозоле. Барназ^л: Изд-во Алт. ун-та. 1982, — С. 75−81.
- Малюкова Л.В. Определение критических размеров зародышей и поверхностного натяжения/ Физикохимия ультрадисперсных систем// Под. ред. Тананаева H.B. М.: Наука, 1987. — С. 32−41.
- Волосевич П.П., Леванов Е. И. Автомодельные решения задач газовой динамики и теплопереноса. — М.: Изд-во МФТИ, 1997. —240с.
- Пудовкин М.И. Солнечный ветер// Соросовский образовательный журнал. 1996, N12(13), С. 87−94.
- Хайрер Э., Нерсетт С., Ваннер Г. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Нежесткие задачи: Пер. с англ. -М.: Мир, 1990. 512 с.
- Федоренко Р.П. Введение в вычислительную физику: Учеб. пособие: Для вузов. М.: Изд-во Моск. физ.-техн. ин-та, 1994. -528с.
- Калиткин H.H. Численные методы. М.: Наука, 1978. — 512с.
- Райзер Ю.П. Лазерная искра и распространение разрядов. М.: Наука, 1974. — 230с.
- Физический энциклопедический словарь./ Гл.ред. Прохоров A.M. М.: Научное изд-во «БСЭ», 1995. — 928с.
- Зельдович Я.В., Райзер Ю. П. О лавинной ионизации газа под действием светового импульса// ЖЭТФ, Т.47, 1964. С. 11 501 161.
- Суторихин И.А. Воздействие излучения С02-лазера на одиночные углеродные частицы// Распространение мощного оптического излучения в твердом аэрозоле. Барнаул, 1982. — С. 62−68.
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1984. — 833с.
- Климонтович Ю.Л. Статистическая физика. М.: Наука, 1982. — 608с.
- Ландсберг Г. С. Оптика. М.: Наука, 1976. — 928с.
- Бореи К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. — 660с.
- Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: ИЛ, 1961. — 537с.
- Градштейн И.С., Рыжик И. М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Наука, 1971. — 1108с.
- Aden A.L. Electromagnetic scattering from spheres with sizes comparable to the wavelengths// J. Appl. Phys., N22, 1951. P.601−605.
- Таблицы по светорассеянию. Т. Ш/ под. ред. Зельманович И. Л., Шифрин К. С. Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1968. -435с.
- Баев С.Ю., Белов Н. Н. Выделение тепла в освещенной частице аэрозоля// Физика атмосферы и океана, N4, Т.31, 1995.
- Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. — 720с.
- Радиационные свойства газов при высоких температурах/ Каменщиков В. А. и др. «Машиностроение», 1971. 440с.
- Петров Ю.С. Кластеры и малые частицы. М.: Наука, 1986. -368с.
- Паташинский А.З., Покровский В. Л. Флуктуационная теория фазовых переходов. М.: Наука, 1982. — 362с.
- Лифшиц Е.М., Питаевский Л. П. Физическая кинетика. М.: Наука. 1979. — 528с.
- Первушин Ю.В. Проблема термодинамической устойчивости новой фазы. Тенденция развития. // Журнал физической химии. 1988. т.62. N4, С. 900−907.