Упрощенные модели расчета заселенностей возбужденных электронных состояний молекул за фронтом ударных волн


Просмотр статьи
PDF, 488,9 КБ

Simplified models for calculation of populations of electronic excited states of molecules behind the shock front

In the paper various methods for calculation of populations of electronic excited states of molecules in the relaxation zone behind the shock front are compared against each other. Both populations of electronic excited states of molecules obtained using these methods and spectral intensities of radiation calculated based on these populations are compared. Based on the calculations performed recommendations for the specialists working on calculations of radiative heat fluxes to the surfaces of re-entry and hypersonic vehicles are formulated.

shock wave, radiative-collisional model, spectral emission, nonequilibrium processes


Том 14, выпуск 3, 2013 год



В данной работе выполнено сравнение различных методов для расчета заселенностей возбужденных электронных состояний молекул за фронтом ударных волн. Сравниваются как сами заселенности возбужденных электронных состояний, рассчитанные с использованием данных методов, так и спектральные интенсивности излучения, рассчитанные на основе этих заселенностей. На основе выполненных расчетов формулируются рекомендации для специалистов, выполняющих расчеты тепловых радиационных потоков к поверхностям спускаемых космических и гиперзвуковых аппаратов.

ударная волна, радиационно-столкновительная модель, спектральное излучение, неравновесные процессы


Том 14, выпуск 3, 2013 год



1. Diadkin A., Beloshitsky A., Shuvalov M, and Surzhikov S., Nonequilibrium radiative gasdynamics of segmental-conical space vehicle of large size // AIAA 2011-453. 2011. 29 p.
2. Panesi M., Magin T., Bourdon A., Bultel A., Chazot O. Fire II Flight Experiment Analysis by Means of a Collisional-Radiative Model // JTHT. Vol. 23. No. 2. 2009. Pp. 236248.
3. Colonna G., Pietanza L.D., Capitelli M. Coupled Solution of a Time-Dependent Collisional-Radiative Model and Boltzmann Equation for Atomic Hydrogen Plasmas: Possible Implications with LIBS Plasmas // Spectrochimica Acta, Part B: Atomic Spectroscopy. 56B. 2001. Pp. 587598.
4. Kudryavtsev N.N., Kuznetsova L.A., Surzhikov S.T. Kinetics and nonequilibrium radiation of CO2-N2 shock waves // AIAA 2001-2728. 2001. 20 p.
5. Dikalyuk A.S., Surzhikov S.T., Shatalov O.P., Kozlov P.V., Romanenko Yu.V. Nonequilibrium Radiation behind the Strong Shock Waves in Martian and Titan Atmospheres: Nu-merical Rebuilding of Experimental Data // AIAA 2012-0795. 2012. 31 p.
6. Park C., Howe J.T., Jaffe R.L., Candler G.V. Review of Chem-ical Kinetic Problems of Future NASA Mission. II Mars En-tries // J. Thermophys. Heat Transf. Vol. 8. No. 1. 1994. Pp. 923.
7. Millikan R.C., White D.R. Systematic of Vibrational Relaxa-tion // J. Chem. Phys. Vol. 39. No. 12. 1963. P. 3209-3212.
8. Treanor C.E., Marrone P.V. Effect of Dissociation on the Rate of Vibrational Relaxation // Phys. Fluids. Vol. 5. No. 9. 1962. Pp. 10221026.
9. Железняк М.Б., Мнацаканян А.Х., Якубов И.Т. Релаксация и неравновесное излучение за ударными волнами в возду-хе // Изв. АН СССР МЖГ. №. 4. 1970. С. 161174.
10. Суржиков С.Т. Перспективы многоуровневого подхода к задачам компьютерной аэрофизики // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2008. T. 7. http://chemphys.edu.ru/media/files/2008-09-01-002.pdf
11. Иванов И.Э., Крюков И.А., Тимохин М.Ю. Численное моделирование ударно-волновых течений с помощью мо-ментных уравнений // Физико-химическая кинетика в га-зовой динамике. 2011. Т. 11.
http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2011-02-01-010.pdf