Shock wave falling on a flat barrier that contains micro shells
The shock wave falls on the barrier that contains periodic system of shells and enters the shells partially reflecting from the surface of barrier. Forming of reflected shock wave and its propagation in the shell is studied by solving the Bolzmann kinetic equation by a finite-difference method. Main attention is paid to the processes in the micro shell. Two molecular models are considered: that of hard spheres and with Lennard-Johnes potential of Argon. Parallel computations are realized at a cluster by using MPI technology. Graphics of the shock wave attenuation and detailed fields of flow parameters are reported.
Ударная волна падает на содержащую периодическую систему щелей плоскую преграду и входит в щели, частично отражаясь от поверхности преграды. Формирование отраженной ударной волны и ее распространение в щели изучаются на основе решения кинетического уравнения Больцмана конечно-разностным методом. Основное внимание обращено на процессы в микро щели. Рассмотрены две модели молекулярного потенциала: твердые сферы и потенциал Леннарда-Джонса аргона. Реализованы параллельные вычисления на кластере с применением технологии MPI. Получены графики затухания ударной волны в щели, и подробные поля течения на разных стадиях процесса.
1. G. Mirshecari, M. Brouillette. Experimental study of the shock propagation in micro-scale cannel// Book of proceedings of 27-th International Symposium on Shock Waves. P.260. St. Petersburg, Russia, 2009.
2. D. Ngomo, A. Chinnayya and A. Hadjaji. Numerical investigation of viscosity and heat-losses effectson shock propagation and detonation in narrow channels// Book of proceedings of 27-th International Symposium on Shock Waves. P.350. St. Petersburg, Russia, 2009.
3. M. Brouillette. Shock waves at microscales // Shock Waves,Vol.13, pp.3-12, 2003.
4. W. Garen et al. Shock waves in mini-tubes: Influences on the scaling parameter S //Proc.of 26-th Intern. Symp.on Shock Waves, No 2062, Goettingen, Germany, 2007.
5. G.Mirshecari, M. Brouillette. One-dimensional model for microscale shock tube// Shock Waves, 19, pp. 25-38, 2009.
6. D.E. Zeitoun et al. Continuum and Kinetic Simulation of Shock Wave Propagation in Long Microchannel.// In: 26 th Int. Symposium on Rarefied Gas Dynamics. AIP Conference Proceedings1084, pp.464-469, 2009
7. И.Н. Ларина, В.А. Рыков, Е.М. Шахов. Нестационарные течения разреженного газа между параллельными пластинами// Известия Академии наук / Механика жидкости и газа. No 2, с.165-173. 1997.
8. Ф.Г.Черемисин. Консервативный метод вычисления интеграла столкновений Больцмана// Доклады РАН. Т. 357. No 1. С. 53-56. 1997
9. Ф.Г.Черемисин. Решение кинетического уравнения Больцмана для высокоскоростных течений// ЖВМ и МФ.Т. 46 No 2, С.329-343. 2006
10. N.I. Khokhlov, Yu.Yu. Kloss, B.A. Shurigin, F.G. Tcheremissine, Simulation of the Temperature Driven Micro Pump by solving the Boltzmann Kinetic Equation, In: 26 th Int. Symposium on Rarefied Gas Dynamics. AIP Conference Proceedings 1084, pp.1039-1046, 2009
11. Ю.Ю. Клосс, Ф.Г.Черемисин, Н.И. Хохлов, Б.А. Шурыгин. Программно-моделирующая среда для исследования течений газа в микро и нано структурах на основе решения уравнения Больцмана// Атомная энергия. Т. 105. No 4. С. 211-217. 2008.
12. Ю.Ю. Клосс, Н.И. Хохлов, П.В. Шувалов, Б.А. Шурыгин, Ф.Г. Черемисин Моделирование и анализ газокинетических процессов в микро - и нано структурах. Сборник трудов под ред. ак. Н.Н. Пономарева-Степного, ИздАТ, 2008, ISBN 978-5-86656-1
13. Н. М. Коробов. Тригонометрические суммы и их приложения. Москва. Наука.1989.
14. М.Н.Коган. Динамика разреженного газа. Москва, «Наука», 1967
15. J.O. Hirschfelder, Ch.F. Curtiss, R.B. Bird. Molecular Theory of Gases and Liquids, John Wiley and Sons, inc., N.-Y., Chapman and Hall, London, 1954.
