Two levels kinetic model for rotational-translational transfers in a rarefied gas
A simple kinetic model that approximately describes the process of the rotational-translational transfer of energy (RT process) in a rarefied gas is proposed. The model contains two free parameters that can be defined by comparing the results of computation obtained by the model with available experimental and theoretical data. The comparison of some results of computation of the shock wave structure in Nitrogen made on the base of the model with numerical solution of the Wang Chang – Uhlenbeck (WC – U)equation is reported.
Предлагается простая кинетическая модель, которая приближенно описывает процесс вращательно-поступательного переноса энергии (RT процесс) в разреженном газе. Модель содержит два свободных параметра, которые могут быть определены из сравнения результатов расчёта на её основе с имеющимися экспериментальными или теоретическими данными. Приводится сравнение выполненных на основе модели расчётов структуры ударной волны в азоте с численным решением кинетического уравнения Ван Чанг – Уленбека (ВЧ – У).
1. Л.Д.Ландау и Е.М.Лифшиц, Теоретическая физика. Т. 5.: Статистическая физика. М., Наука Физматлит, 1995. 2. Е.М.Лифшиц и Л.П.Питаевский, Теоретическая физика. Т. 10.: Физическая кинетика. М., Физматлит, 2002. 3. C.S. Wang Chang, and G.E. Uhlenbeck, Transport phenomena in polyatomic gases// University of Michigan Research Report N CM-681, 1951. 4. Ф.Г. Черемисин, Решение кинетического уравнения Ванг Чанг – Уленбека//Доклады РАН, 2002, Т. 387, № 4, C. 14. 5. Felix Tcheremissine, Direct Numerical Solution of the Boltzmann Equation// Rarefied Gas Dynamics, 24-th Intern. Symp. on RGD. M.Capitelli ed., AIP Conf. Proceedings 762, Melville, New York, 2005, pp. 677685. 6. F.G. Tcheremissine, V.I. Kolobov, and R.R.Arslanbekov, Simulation of Shock Wave Structure in Nitrogen with Realistic Rotational Spectrum and Molecular Interaction Potential// Proc.25-th Rarefied Gas Dynamics Symposium, St.Petersburg, 2006. 7. T.F.Morse, Kinetic model for gases with internal degrees of freedom// Phys. Fluids, 1964, № 6, P.159. 8. В.В. Аристов и Ф.Г. Черемисин, Расщепление неоднородного кинетического оператора уравнения Больцмана// Докл. Акад. Наук СССР, 1976, Т.231, № 1, С. 4952. 9. Ф.Г. Черемисин, Консервативный метод вычисления интеграла столкновений Больцмана// Доклады РАН, 1997, Т.357, № 1, C.5356. 10. Дж. Гиршфельдер, Ч. Кертисс и Р. Берд, Молекулярная теория газов и жидкостей. М., ИЛ, 1961. 11. Alfred A. Beylich, An Interlaced System for Nitrogen Gas// Workshop on CECAM, ENS de Lyon, France, 2000. 12. Alfred A. Beylich and Anshuman Awasthi, An Interlaced System for Rigid Rotors// Proc. 22-th Intern. Symp. on RGD, 2001, pp. 434438.