Sind Mach-Diamanten radialsymmetrisch?

Videos wie dieses zeigen eine Form, die auf eine radiale Symmetrie im Gasstrahl hindeutet. Dasselbe wird durch schematische Darstellungen verstärkt .

Aber andere Bilder, wie dieses, sehen so aus, als hätte der Fluss eine verdrehte Struktur. (z. B. folgt die Strömung Feldlinien oder erhält aufgrund dieser eine andere akkumulierte Verzerrung)

Insbesondere meine ich, dass es als Band angesehen werden könnte (ein flacher Streifen, der sich verdreht; dh eine Spirale ) .

Im letzteren Fall ( wie hier beschrieben ) frage ich mich, ob der Qualifizierer "Plasma" eine signifikante Beziehung zu einer (möglichen) spiralförmigen Strömung hat. Oder vielleicht ist dies ein Bild einer spiralförmigen Strömung, aber es hängt nicht davon ab, ob es sich um ein Plasma handelt.

Ich bin auf diesem Gebiet keineswegs qualifiziert, nur neugierig auf das, was ich sehe, und belesen genug, um richtige Zeitschriften zu lesen. Ich habe hier einige potenziell relevante Informationen aufgetaucht , aber noch nicht verarbeitet

Ich denke, die Düsengeometrie hat ziemlich viel damit zu tun und ob ein Drall eingebracht wird (entweder in der Düse oder im Brennraum).
@ tpg2114 kann ich mir vorstellen. Ich freue mich, wenn Sie mir mit Links oder verwandten Quellen helfen können. Es fällt schwer, einen ersten Schnitt durch den Nebel zu machen
Nun, ich habe das als Kommentar und nicht als Antwort gemacht, weil mir keine Artikel über das Drehen von Mach-Diamanten bekannt sind ... Alle meine Erfahrungen beziehen sich auf idealisierte Fälle (Theorie) oder das, was Sie von Nachbrennern oder Raketen sehen würden. keiner von denen hat Spin gezeigt, den ich gesehen habe ...

Antworten (2)

Theoretisch sollte die radiale Verteilung symmetrisch sein. Bei Jets im Allgemeinen ist jedoch bekannt, dass es einen Übergang von rein laminar (dh symmetrieerhaltend) zu rein turbulent (bricht die Symmetrie) geben wird. Schauen Sie sich dieses Video an.

Das Vorhandensein des Plasmas induziert die Turbulenz viel früher im Weltraum als wenn es nicht vorhanden ist. Schauen Sie sich dieses Papier an . Die Tatsache, dass Turbulenz natürlicherweise ein stochastisches Phänomen ist, bedeutet, dass die radiale Symmetrie mit Sicherheit verloren geht. Was das Plasma tut, um Turbulenzen zu induzieren, wird als elektrohydrodynamische Kräfte oder kurz EHD-Kraft bezeichnet. Diese Kräfte werden von Ionen im Plasma auf den neutralen Strom ausgeübt, wodurch dieser seine Eigenschaften ändert. Weitere Informationen zu EHD-Kräften finden Sie in diesem Dokument .

In dem speziellen Bild, das Sie hier zeigen, sieht es aus wie eine Spirale. Zur Bestätigung braucht man mehr Bilder. Wenn es definitiv eine Helix ist, würde ich sagen, da steckt etwas dahinter. Wir brauchen also mehr Informationen über die besonderen Bedingungen der Entladung, um sie genauer erklären zu können. Aber ich hoffe, ich habe geklärt, warum die radiale Symmetrie verloren geht.

Hoffe das hat geholfen

Es gibt hier mehrere Fragen, also beginne ich mit denen, mit denen ich am vertrautesten bin.

Ich frage mich, ob der Qualifizierer "Plasma" eine andere Art der Strömung impliziert als bei einem typischen Strahltriebwerk.

In einem Plasma wird ein Teil der Teilchen ionisiert, sodass sie auf externe magnetische und elektrische Felder reagieren. Zumindest haben Sie wahrscheinlich das Magnetfeld der Erde in den abgebildeten Experimenten (es sei denn, sie wurden auf irgendeine klügere Weise aufgehoben). Ein Teilchen unter einer gewissen Kraft F wird eine Driftgeschwindigkeit haben, die sowohl senkrecht zur Kraft- als auch zur Magnetfeldrichtung ist

v D = F × B Q B 2
wobei q die Ladung des Teilchens ist. Es ist klar, dass dies in einem Strahltriebwerk, in dem die Teilchen neutral sind, nicht vorkommt. Hier ist ein Video, das ein Plasma zeigt, das auf ein Magnetfeld reagiert. Um diesen Teil der Frage zu beantworten: Wenn das Plasma parallel zum Magnetfeld fließt (durch eine gewisse Kraft F beschleunigt wird), besteht die Möglichkeit, dass es entlang der Achse der Düse radial symmetrisch ist.

Zusätzlich zu diesem Effekt interagieren die Teilchen in einem Plasma über die langreichweitige elektromagnetische Kraft, so dass effektiv alle Teilchen innerhalb einer Debye-Länge miteinander interagieren. Dadurch verändern sich bestimmte Transporteigenschaften wie Diffusionslänge, Leitfähigkeit, Reibung usw.

Ich hoffe, dies gibt Ihnen eine gute Vorstellung davon, wie sich der Fluss eines Plasmas von dem einer Flüssigkeit unterscheiden könnte.

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