This work is devoted to numerical simulation of the unsteady supersonic flux of the multicomponent gas in Laval nozzle taken into account as nonequilibrium vibrational kinetic as well as heat transfer to nozzle walls. The system of equations in-cludes the equations of a continuity, Navier − Stokes equation, equation of energy conservation for gas mixture taken into ac-count nonequilibrium processes as heat conduction and heat transport to nozzle walls, and equation for multilevel vibrational kinetic. The solution of that system of equations was received by the separation of different physical processes method. The modified AUSM difference method was used for the gas dynamics equation solution. For the energy conservation equations as well as for heat transfer equation and for the equations of gas components diffusion were suggested and developed the five-point difference scheme. The method of the parallel calculations for this equation was developed. The detailed discussion of the results of the mathematical simulation of the unsteady supersonic flux of the multicomponent gas in Laval nozzle taken into account as nonequilibrium vibrational transitions are introduced.
Работа посвящена численному моделированию неустановившихся сверхзвуковых течений многокомпонентного газа в сопле Лава-ля с учетом неравновесной колебательной кинетики, а также теплообмена газа со стенками сопла. Система уравнений включает в себя уравнения непрерывности, Навье − Стокса, баланса энергии для газовой смеси с учетом неравновесных процессов в газе, теплопроводности для описания теплопереноса в стенке сопла, а также уравнения поуровневой колебательной кинетики. Для решения системы уравнений использовался метод расщепления по физическим процессам. Для решения уравнений газодинамики использовались модифицированные AUSM– конечно-разностные схемы. Для уравнения сохранения энергии, уравнения теплопроводного переноса тепла в стенке сопла и уравнения диффузии газовых компонент были получены пятиточечные конечно-разностные схемы. Разработан алгоритм параллельных вычислений для данной задачи. Приведены результаты математического моделирования неустановившихся сверхзвуковых течений многокомпонентного газа в сопле Лаваля с учетом неравновесной колебательной кинетики, а также теплообмена газа со стенками сопла.
сверхзвуковые течения, многокомпонентный газ, теплоперенос, колебательная кинетика
