References

zhps

Журнал прикладной спектроскопии

Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii

0514-7506

B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences

zhps-1608

Research Article

СПЕКТРОСКОПИЯ ГАЗОВ И ПЛАЗМЫ

SPECTROSCOPY IN GAS AND PLASMA

Спектроскопическое измерение концентрации электронов в ударно нагретом газе

Spectroscopic Measurement of Electron Concentration in Shock-Heated Gas

Козлов

П. В.

Kozlov

P. V.

Москва

Moscow

Забелинский

И. Е.

Zabelinskii

I. E.

Москва

Moscow

Быкова

Н. Г.

Bykova

N. G.

Москва

Moscow

Герасимов

Г. Я.

Gerasimov

G. Ya.

Москва

Moscow

Левашов

В. Ю.

Levashov

V. Yu.

Москва

Moscow

levashovvy@imec.msu.ru

Институт механики МГУ имени М. В. ЛомоносоваInstitute of Mechanics of Lomonosov Moscow State University

2024

01082024

914540545

2024

Козлов П.В., Забелинский И.Е., Быкова Н.Г., Герасимов Г.Я., Левашов В.Ю.

Kozlov P.V., Zabelinskii I.E., Bykova N.G., Gerasimov G.Y., Levashov V.Y.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1608

Представлены результаты спектроскопического измерения равновесной концентрации электронов за сильной ударной волной в аргоне при скорости ударной волны 4.2 км/с и давлении перед фронтом волны 5 Торр, а также в кислороде, азоте и воздухе в диапазоне скоростей от 8.3 до 11.3 км/с при начальном давлении 0.25 Торр. Метод измерения основан на анализе уширения линии атома водорода Hβ серии Бальмера в спектральной зависимости интегральной плотности излучения исследуемого газа, в который добавляется небольшое количество водорода (~1 %). Установлена зависимость концентрации электронов от скорости ударной волны в кислороде, азоте и воздухе. Проведено сравнение полученных результатов с имеющимися экспериментальными и расчетными данными.

The results of spectroscopic measurements of the equilibrium electron concentration behind a strong shock wave in argon at a shock velocity of 4.2 km/s and a pressure ahead of the wave front of 5 Torr are presented. Similar measurements are carried out in oxygen, nitrogen and air in the velocity range from 8.3 to 11.3 km/s at an initial pressure of 0.25 Torr. The measurement method is based on the analysis of the broadening of the line of the hydrogen atom Hβ of the Balmer series in the spectrum of the integral radiation density of the gas under study, to which a small amount of hydrogen is added (about 1%). The dependence of the electron concentration on the shock wave velocity in oxygen, nitrogen and air has been established. The results obtained are compared with the available experimental and calculated data.

ударная волнаспектр излученияуширение спектральных линийконцентрация электронов

shock waveradiation spectrumbroadening of spectral lineselectron concentration

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ “Экспериментальное и теоретическое исследование кинетических процессов в газах” (№ АААА-А19-119012990112-4) при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 23-19-00096).

References1

J. S. Shang, S. T. Surzhikov. Prog. Aerospace Sci., 53 (2012) 46—65

N. G. Bykova, K. S. Gochelashvily, D. M. Karfidov, G. F. Makarenko, A. K. Senatorov, K. F. Sergeichev, O. P. Shatalov, I. E. Zabelinskii. Appl. Opt., 56, N 10 (2017) 2597—2603

D. Luís, V. Giangaspero, A. Viladegut, A. Lani, A. Camps, O. Chazot. Acta Astronaut., 212 (2023) 408—423

O. Uyanna, H. Najafi. Acta Astronaut., 176 (2020) 341—356

Е. В. Ступоченко, С. А. Лосев, А. И. Осипов. Релаксационные процессы в ударных волнах, Москва, Наука (1965) 228—248 [Y. V. Stupochenko, S. A. Losev, A. I. Osipov. Relaxation in Shock Waves, Springer, New York (1967)]

S. Nomura, T. Kawakami, K. Fujita. J. Thermophys. Heat Transf., 35, N 3 (2021) 518—523

П. А. Власов, Ю. К. Карасевич, И. Л. Панкратьева, В. А. Полянский. Физ.-хим. кинетика в газ. динамике, 6, № 1 (2008) 1—32 [P. A. Vlasov, Yu. K. Karasevich, I. L. Pankrat’eva, V. A. Polyansky. Phys.-Chem. Kinet. Gaz. Dynam., 6, N 1 (2008) 1—32]

J. S. Lim, Y. J. Hong, B. Ghimire, J. Choi, S. Mumtaz, E. H. Choi. Results in Phys., 20 (2021) 103693

В. А. Ждановский, В. Н. Снопко. Материалы II Белорусского космического конгресса, 25—26 октября 2005 г., Минск, ОИПИ НАН Беларуси (2005) 11—15

P. V. Kozlov, I. E. Zabelinsky, N. G. Bykova, G. Ya. Gerasimov, V. Yu. Levashov, Yu. V. Tunik. Acta Astronaut., 194 (2022) 461—467

П. В. Козлов, И. Е. Забелинский, Н. Г. Быкова, В. Ю. Левашов, Г. Я. Герасимов. Журн. прикл. спектр., 88, № 2 (2021) 244—248 [P. V. Kozlov, I. E. Zabelinskii, N. G. Bykova, V. Yu. Levash- ov, G. Ya. Gerasimov. J. Appl. Spectr., 88, N 2 (2021) 306—310]

И. Е. Забелинский, Н. Г. Быкова, П. В. Козлов, В. Ю. Левашов, Г. Я. Герасимов. Журн. прикл. спектр., 89, № 1 (2022) 79—83 [I. E. Zabelinskii, N. G. Bykova, P. V. Kozlov, V. Yu. Levashov, G. Ya. Gerasimov. J. Appl. Spectr., 89, N 1 (2022) 56—59]

П. В. Козлов, И. Е. Забелинский, Н. Г. Быкова, Г. Я. Герасимов, В. Ю. Левашов. Изв. РАН. МЖГ, № 5 (2023) 138—146 [P. V. Kozlov, I. E. Zabelinsky, N. G. Bykova, G. Ya. Gerasimov, V. Yu. Levashov. Fluid Dynamics, 58, N 5 (2023) 960—967

M. Konjević, M. Ivković, N. Sakan. Spectrochim. Acta Part B, 76 (2012) 16—26

M. A. Gigosos, V. Cardeñoso. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 29 (1996) 4795—4838

M. A. Gigosos, M. A. Gonzalez, V. Cardeñoso. Spectrochim. Acta Part B, 58 (2003) 1489—1504

I. I. Glass, W. S. Liu. J. Fluid. Mech., 84 (1978) 55—77

Y. Wang, F. Xie, S. Ma, L. Dong. Opt. Lasers Eng., 93 (2017) 164—170

M. G. Kapper, J.-L. Cambier. J. Appl. Phys., 109 (2011) 113308

V. A. Gorelov, L. A. Kildushova, A. Yu. Kireev. AIAA Paper, N 94-2051 (1994) 1—11

B. A. Cruden. J. Thermophys. Heat Transf., 26 (2012) 222—230

B. E. Cherrington. Plasma Chem. Plasma Process, 2 (1982) 113—140

The authors declare that there are no conflicts of interest present.