Equations of relaxation gasdynamics
The phenomenological theory of equations of relaxation for laminar flows of multicomponent reacting gases is presented. The system of common equations of relaxation gasdynamics as the equations of level and mode kinetics for particles internal degrees of freedom is formulated on the base by presentation of continuous medium mechanics. The methods of transition to special cases with specific interrelations of relaxation times are described. The example of selection of possible level and mode approximations application is presented. The system of balance equations for vibrational temperatures of molecular components of gas mixtures is described. The method of model base construction is considered for use of rate constants on physical and chemical processes as coefficients in source terms in balance equations.
Излагается феноменологическая теория уравнений релаксационной газодинамики для ламинарных течений многокомпонентных реагирующих газов. На основе представлений механики сплошных сред формулируется система общих уравнений релаксационной газодинамики − уравнений уровневой и модовой кинетики для внутренних степеней свободы частиц. Описывается методика перехода к частным случаям, характеризуемым определенными взаимо-отношениями времен релаксации, и приводится пример выбора условий возможного приме-нения уровневого или модового приближений, а также описание системы уравнений баланса для колебательных температур молекулярных компонентов смесей газов. Рассмотрена методика построения базы моделей, необходимых при использовании величин констант скорости физико-химических процессов, как коэффициентов в источниковых членах уравнений баланса.
1. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т.1. М.: Наука, 1973. 536 c.
2. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: 1978. 336 с.
3. Пилюгин Н.Н., Тирский Г.А. Динамика ионизованного излучающего газа. М.: Изд. МГУ, 1989. 310 с.
4. Ферцигер Дж., Капер Г. Математическая теория процессов переноса в газах. М.: Мир, 1976. 554 c.
5. Ern A., Giovangigli V. Multicomponent Transport Algorithms. N.Y. etc.: Springer, 1994. 427 p.
6. Соколова И.А., Васильевский С.А., Андриатис А.В. Описание пакета программ SOVA для расчета равновесного состава и коэффициентов переноса в высших приближениях метода Чепмена – Энскога//Электронный журнал «Физико-химическая кинетика в газовой динамике». 2005. Т.3, http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2005-06-14-001 .
7. Bottin B., Vanden Abeele D., Magin Th., Rini P. Transport properties of collision- dominated dilute perfect gas mixtures at low pressures and high temperatures//Progress in Aerospace Sciences. 2006. Vol. 42. pp.38−83.
8. Физико-химические процессы в газовой динамике/ Под ред. Г.Г. Черного, С.А. Лосева. Том первый (второе издание). М.: Изд-во Научный мир. 2007. с
9. Физико-химические процессы в газовой динамике/Под ред. Г. Г. Черного, С. А. Лосева. Том второй. М.: Изд- во МГУ. 2002. 367 с.
10. Галкин В.С., Русаков С.В. К теории объемной вязкости и релаксационного давления// ПММ. 2005.Т.69. Вып. 6. С.1062−1075.
11. Kogan M.N., Galkin V.S., Makashev N.K. Generalized Chapman − Enskog method: derivation of the nonequilibrium gasdynamic equations// Rarefied Gas Dynamics. Paper 11th Int. Symp. Cannes, 1978, Paris, 1979. Vol. 2. pp. 693−734.
12. Галкин В.С. О переносных свойствах неравновесных смесей многоатомных газов// Изв. РАН. МЖГ. 1995. № 2. С.183−189
13. Kogan M.N .Kinetic theory in aerothermodynamics// Prog. Aerospace Sci. 1992. Vol. 29. № 4. pp.271−354.
14. Макашев Н.К. О методах вывода уравнений газовой динамики в случае высокопороговых ре-акций// ЖВММФ.1986. Т. 26. № 10. С. 1512−1526.
15. Колесниченко Е.Г. О методе вывода гидродинамических уравнений для сложных систем// Изв. АН СССР. МЖГ. 1981. №3. С. 96−105.
16. Колесниченко Е.Г. Неравновесные эффекты в динамике химически реагирующих газовых систем//Физико-химическая кинетика в газовой динамике. М.: Изд. МГУ, 1986. С. 80−100.
17. Колесниченко Е.Г., Лосев С.А. Кинетика релаксационных процессов в движущихся средах// Химия плазмы. М.: Атомиздат, 1979. Вып. 6.
18. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т.X / Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Фи-зическая кинетика. М.: Физматлит, 2001. 536 с
19. Тирский Г.А. Уравнения газодинамики для химически равновесных течений многоэлементной плазмы с коэффициентами переноса в высших приближениях// ПММ. 1999. Т. 63. Вып.6. С. 899−922.
20. Галкин В.С., Русаков С.В. О точности модифицированной поправки Эйкена к коэффициенту теплопроводности молекулярных газов// Изв. РАН. МЖГ. 2005. № 4. С. 180−185.
21. Мейсон Е. Перенос в нейтральном газе// Кинетические процессы в газах и плазме. Под ред. А. Хохштима. М.: Атомиздат, 1972. С. 52−91.
22. Mason E.A., Uribe F.J. The corresponding- states principle//Transport Properties of Fluids. Their Correlation, Prediction and Estimation. Cambridge: Univ. Press, 1994. pp. 250−282.
23. Нагнибеда Е.А., Кустова Е.В. Кинетическая теория процессов переноса и релаксации в пото-ках неравновесных реагирующих газов. СПб: Изд-во СПбГУ, 2003. 272 с.
24. Рыдалевская М.А. Статистические и кинетические модели в физико-химической газодинами-ке. СПб: Изд – во СпбГУ, 2003. 248 с.
25. Лосев С.А., Сергиевская А.Л., Ковач Э.А., Нагнибеда Е.А., Гордиец Б.Ф. Кинетика химиче-ских реакций в термически неравновесном газе// Мат. Моделирование. 2003. Т. 15.№ 6. С. 72−82.
26. Русанов В.Д., Фридман А.А., Физика химически активной плазмы. М.: Наука, 1984. 341 с.
27. Лосев С.А., Ковач Э.А., Погосбекян М.Ю., Сергиевская А.Л., Моделирование физико-химических процессов в сильных ударных волнах. //Электронный журнал «Физико-химическая кинетика в га-зовой динамике», Т.1, (2003), http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2003-12-24-001 .
28. Pogosbekian M.Yu., Nonequilibrium Processes and their Applications. V Intern. School-Seminar, Minsk, 2000. p. 26.
29. Capitelli M., Esposito F., Kustova E.V., Nagnibeda E.A.//Chem. Phys. Letters, Vol.330, 2000. pp. 207−211.
30. Bose D., Candler G.V., J. //Chem. Phys. Vol.104, № 8, 1996. p. 2825−2833.
31. Park C. Nonequilibrium Hypersonic Aerothermodynamics. Wiley. N.Y. 1990.
32. Aliat A., Kustova E.V., Chikhaoui A. State-to-state reaction rates in gases with vibration-electronic-dissociation coupling: the influence on a radiative shock heated CO flow. //Chemical Physics. 2005, Vol.314, pp.37-47.
33. Kustova E.V., Aliat A., Chikhaoui A. Vibrational-electronic and chemical kinetics of non-equilibrium radiative diatomic gas flows. //Chemical Physics Letters. 2001, Vol.344, pp.638−646.
34. Старик А.М., Титова Н.С. О кинетике инициирования детонации в сверхзвуковом потоке сме-си H2+O2 (воздух) при возбуждении молекул О2 резонансным лазерным излучением. //Кинетика и катализ. 2003, T. 43, № 1, C.1−12.
35. Старик А.М., Титова Н.С. Инициирование горения и детонации в горючих смесях при возбу-ждении молекулярного кислорода в состояние O2(a1Δg). //Химическая физика, 2001, Т.20, № 5, C.17−25.
36. Aliat A., Kustova E.V., Chikhaoui A. State-to-state dissociation rate coefficients in electronically excited diatomic gases. //Chemical Physics Letters. 2004, Vol.390, pp.370−375.
37. Losev S.A. Modelling results on physical and chemical processes in thermally nonequilibrium high-temperature gas. West-East High Speed Flow Field Conference, Moscow, 2007.
38. Шиленков С.В. Некоторые задачи численного моделирования неравновесных иониза-ционно-излучательных процессов в высокоскоростных течениях газов. Дисс... канди-дата физ.-мат. наук. ЦАГИ, 2004.
39. Щербак В.Г. Численное исследование обтекания тел термически и химически неравновесным вязким потоком воздуха. Дисс… доктора физ.-мат. наук, 1992.
40. Zhluktov S.V., Utyuzhnikov S.V., Tirskiy G.A. Nimerical Investigation of Thermal and Chemical Nonequilibrium Flows past Slender Blunted Cones.//Journ. Thermophys. Heat Transfer. 1996, Vol.10, N1, pp.137-147.
