Описание процесса колебательной релаксации в чистом O2, нагретом сильной ударной волной, с использованием моделей поуровневой кинетики


Просмотр статьи
PDF, 450,5 КБ

Discription of the vibrational relaxation process in O2 heated by a shock wave using the state-to-state model

In the paper, state-to-state model aimed for description of the vibrational relaxation process in a gas of O2 molecules was applied for the rebuilding of the results of the experimental measurements of the vibrational temperature in the above-mentioned pure gas heated by a shock wave. The processes of excitation of vibrational states of O2 molecules and their dissociation from any of 46 considered vibrational states in collisions with O and O2 particles were included in the model. The parameters of the corresponding processes were borrowed from the papers of our colleagues. The experimental measurement of the vibrational temperature in a gas of O2 molecules was performed on the shock tubes of Institute of Mechanics MSU in the laboratory of kinetic processes in gases.

State to state kinetics model, vibrational relaxation , O2 molecules


Том 15, выпуск 2, 2014 год



В работе представлены результаты использования поуровневой модели процесса колебательной релаксации в газе молекул O2 для описания экспериментальных данных по измерению колебательной температуры в этом газе, нагретом ударной волной. Модель включает в себя процессы возбуждения колебательных состояний молекул O2 и их диссоциации из любого из 46 учтенных колебательных состояний при столкновении с частицами O и O2. Параметры соответствующих процессов были заимствованы из работ других авторов. Экспериментальные данные, описание которых было выполнено в данной работе, были получены на ударных трубах Института механики МГУ им. М.В. Ломоносова в лаборатории кинетических процессов в газах.

поуровневая модель, колебательная релаксация, молекулы O2


Том 15, выпуск 2, 2014 год



1. Ступоченко Е.В., Лосев С.А., Осипов А.И. Релаксационные процессы в ударных волнах. М.: Наука, 1965, 484 с.
2. Лосев С.А., Макаров В.Н., Погосбекян М.Ю. Модель физико-химической кинетики за фронтом очень сильной ударной волны в воздухе // Изв. РАН МЖГ. № 2. 1995. С. 169182.
3. Park C. Nonequilibrium Hypersonic Aerothermodynamics. New York: Willey, 1990. 358 p.
4. Гордиец Б.Ф., Осипов А.И., Шелепин Л.А. Кинетические процессы в газах и молекулярные лазеры М.: Наука, 1980.
5. Millikan R.C., White D.R. Systematic of Vibrational Relaxation // J. Chem. Phys. 1963. V. 39. N. 12. Pp. 32093212.
6. Treanor C.E., Marrone P.V. Effect of Dissociation on the Rate of Vibrational Relaxation // Phys. Fluids. 1962. V. 5. N. 9. Pp. 10221026.
7. Быкова Н.Г., Забелинский И.Е., Ибрагимова Л.Б., Сергиевская А.Л., Туник Ю.В., Шаталов О.П. Исследование колебательной релаксации и термически неравновесной диссоциации молекул O2 за фронтом ударной волны // Школа-семинар «Аэрофизика и физическая механика классических и квантовых систем». 2011. С. 4047.
8. Zabelinskii I.E., Ibraguimova L.B., Shatalov O.P., Tunik Yu.V. Experimental study and numerical modeling of vibrational oxygen temperature profiles behind a strong shock wave front // Third European conference for aerospace sciences (EUCASS 2009). 2009. Pp. 110.
9. F. Esposito, I. Armenise, G. Capitta, M. Capitelli O–O2 state-to-state vibrational relaxation and dissociation rates based on quasiclassical calculations // Chemical Physics. № 351. 2008. Pp. 91–98.
10. Lino da Silva M., Loureiro J., Guerra V. A multiquantum dataset for vibrational excitation and dissociation in high-temperature O2–O2 collisions // Chemical Physics Letters. № 531. 2012. Pp. 2833.
11. Park C. Review of Chemical-Kinetic Problems of Future NASA Missions, I: Earth Entries // JTHT. V. 7. N. 3. 1993. Pp. 385398.
12. Луховицкий Б.И., Старик А.М. Модели уровневой и модовой кинетики для описания процессов за ударными волнами в молекулярных газа // Неравновесные физико-химические процессы в газовых потоках и новые принципы организации горения. Под ред. Старика А.М. - Москва, 2011. – С. 197222.
13. Ибрагимова Л.Б., Левашов В.Ю., Сергиевская А.Л., Шаталов О.П. Моделирование колебательно-диссоционной кинетики кислорода при температурах 4000÷11000 K // МЖГ. № 1. 2014.