Применение модельных кинетических уравнений для расчётов сверх- и гиперзвуковых течений молекулярного газа

 
Код статьиS056852810000564-1-1
DOI10.31857/S056852810000564-1
Тип публикации Статья
Статус публикации Опубликовано
Авторы
Аффилиация: Федеральный исследовательский центр “Информатика и управление” РАН
Аффилиация: Федеральный исследовательский центр “Информатика и управление” РАН
Название журналаИзвестия Российской академии наук. Механика жидкости и газа
ВыпускНомер 4
Страницы95-112
Аннотация

Для двухатомного газа предложены трехтемпературные аппроксимирующие модельные уравнения для учета внутренних степеней свободы, которые являются обобщением R-модели и ES–BGK-модели. Проводится сопоставление поверхностных коэффициентов давления, трения и теплопередачи в задаче обтекания цилиндра при сверх- и гиперзвуковых режимах течения с решением DSMC. Анализируется зависимость поверхностных коэффициентов от вращательного числа столкновений.

Ключевые словаразрежённый газ, кинетические уравнения, двухатомный газ, сверхзвуковые течения, гиперзвуковые течения, R-модель, ES–BGK-модель
Источник финансированияРабота выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант № 18-08-00501.
Получено09.10.2018
Дата публикации13.10.2018
Кол-во символов445
Цитировать   Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться
Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

всего просмотров: 1237

Оценка читателей: голосов 0

1. Шевелев Ю. Д., Сызранова Н. Г., Кустова Е. В., Нагнибеда Е. А. Численные исследования гиперзвукового обтекания космических аппаратов при спуске в атмосфере Марса // Матем. моделирование. 2010. T. 22. № 9. С. 23–50.

2. Josyula E., Bailey W. Governing equations for weakly ionized plasma flow fields of aerospace vehicles // J. Spacecraft and Rockets. 2003. V. 40. № 6. P. 845–857.

3. Colonna G., Armenise I., Bruno D., Capitelli M. Reduction of state-to-state kinetics to macroscopic models in hypersonic flows // J. Thermophys. Heat Transfer. 2006. V. 20. № 3. P. 477–486.

4. Бондарь Е. А.,Шевырин А. А., Чен Й. С., Шумакова А. Н., Кашковский А. В., Иванов М. С. Прямое статистическое моделирование высокотемпературных химических реакций в воздухе // Теплофизика и аэромеханика. 2013. Т. 20. № 5. С. 561–573.

5. Рыков В. А., Ларина И. Н. Кинетическая модель уравнения Больцмана для двухатомного газа с вращательными степенями свободы // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2010. Т. 50. № 12. С. 2233–2245.

6. Бишаев А. М., Рыков В. А. Построение системы кинетических уравнений для неидеального газа // ТВТ. 2017. Т. 55. № 1. С. 31–43.

7. Tantos C., Ghiroldi G. P., Valougeorgis D., Frezzotti A. Effect of vibrational degrees of freedom on the heat transfer in polyatomic gases confined between parallel plates // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 2016. V. 102. P. 162–173.

8. Черемисин Ф. Г. Решение кинетического уравнения для высокоскоростных течений // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2006. T. 46. № 2. С. 329–343.

9. Arslanbekov R. R., Kolobov V. I., Frolova A .A. Kinetic solvers with adaptive mesh in phase space // Phys. Rev. E. 2013. P. 063301.

10. Wang Chang C. S., Uhlenbeck G. E. Transport phenomena in polyatomic gases. CM-681, Univ. Michigan Research Report,1951.

11. Черемисин Ф. Г. Решение кинетического уравнения Ван Чанг–Уленбека // Докл. РАН. 2002. Т. 387. № 4. С. 1.

12. Аникин Ю. А., Додулад О. И. Решение кинетического уравнения для двухатомного газа с использованием дифференциальных сечений рассеяния, рассчитанных методом классических траекторий // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2013. Т. 53. № 7. С. 1193–1211.

13. Morse T. F. Kinetic model for gases with internal degrees of freedom // Phys. Fluids. 1964. V. 7. № 2. P. 159–169.

14. Holway L. H. New statistical models for kinetic theory: Methods of construction // Phys. Fluids. 1966. V. 9. P. 1658–1673.

15. Рыков В. А. Модельное кинетическое уравнение для газов с вращательными степенями свободы // Изв. АН СССР. МЖГ. 1975. № 6. С. 107–115.

16. Andries P., LeTallec P., Perlat J., Perthame B. The Gaussian — BGK model of Boltzmann equation with small Prandtl number // Eur. J. Mech. B — Fluids. 2000. V. 19. P. 813–830.

17. Шахов Е. М. Об обобщении релаксационного кинетического уравнения Крука // Изв. АН СССР. МЖГ. 1968. № 5. С. 142–145.

18. Titarev V. A. Application of model kinetic equations to hypersonic rarefied gas flows // Computers and Fluids. Special issue “Nonlinear flow and transport”. DOI 10.1016/j.compfluid. 2017.06.019.

19. Жданов В. М., Алиевский М. Я. Процессы переноса и релаксации в молекулярных газах. М.: Наука, 1989.

20. Рыков В. А., Скобелкин В. Н. О макроскопическом описании движения газа с вращательными степенями свободы // Изв. АН. СССР. МЖГ. 1978. № 1. С. 180–183.

21. Wu Lei, White C., Scanlon T. J., Reese J. M., Zhan Y. A kinetic model of the Boltzmann equation for nonvibrating polyatomic gases // J. Fluid Mech. 2015. V. 763. P. 24–50.

22. Parker J. G. Rotational and vibrational relaxation in diatomic gases // Phys. Fluids. 1959. V. 2. № 4. P. 449–462.

23. Lordi J. A., Mates R. E. Rotational relaxation in nonpolar diatomic gases // Phys. Fluids. 1970. V. 13. № 2. P. 291–308.

24. Millikan R. C., White R. W. Systematics of vibrational relaxation // J. Chem. Phys. 1963. V. 39. № 12. P. 3209–3213.

25. Park C. Problems of rate chemistry in the flight regimes of aeroassisted orbital transfer vehicles // Thermal Design of Aeroassisted Orbital transfer vehicles, Progress in Astronautics and Aeronautics. 1985. V. 96. AIAA. Washington. DC. P. 511.

26. Lofthouse A. J. Nonequilibrium hypersonic aerothermodynamics using the Direct Simulation Monte Carlo and Navier-Stokes models. Phd dissertation. Univ. Michigan, 2008.

27. Kolobov V. I., Arslanbekov R. R., Aristov V. V., Frolova A. A., Zabelok S. A. Unified Solver for Rarefied and Continuum Flows with Adaptive Mesh and Algorithm Refinement // J. Comput. Phys. 2007. V. 223. P. 589–608.

28. Рыков В. А., Титарев В. А., Шахов Е. М. Численное исследование поперечного обтекания пластины сверхзвуковым потоком двухатомного газа // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2007. Т. 47. № 1. С. 144–158.

29. Титарев В. А. Efficient deterministic modelling of three-dimensional rarefied gas flows // Commun. Comput. Phys. 2012. V. 12. № 1. P. 161–192.

30. Титарев В. А. Программный комплекс моделирования трехмерных течений одноатомного разрежённого газа. Св-во о гос. регистрации программы для ЭВМ 2017616295 от 10.04.2017.

31. Воеводин Вл. В., Жуматий С. А., Соболев С. И., Антонов А. С., Брызгалов П. А., Никитенко Д. А., Стефанов К. С., Воеводин Вад. В. Практика суперкомпьютера “Ломоносов” // Открытые системы. СУБД. 2012. № 7. С. 36–39.

Система Orphus

Загрузка...
Вверх