Поступательная релаксация газов Релея и Лоренца в ударных волнах. Кинетическое описание



Translational Relaxation of the Rayleigh and Lorentz Gases in Shock Waves. Kinetic Description

The kinetic equations describing the translational relaxation process in shock waves in extreme cases of the gas mixture: Rayleigh gas, i.e., a very dilute subsystem of heavy mass points dispersed in a heat bath of light particles, and Lorentz gas, i.e., a very dilute subsystem of light particles is dispersed in a heat bath of heavy particles, have been obtained. In contrast to existing ones, the equations take into account the fact that the problem of translational relaxation in the shock wave is not isotropic, namely, the direction of propagation of the shock wave is highlighted. The calculation results illustrate the radical difference between the process of translational relaxation in the flow behind the shock wave for the Lorentz and Rayleigh gases, which, in the latter case, has a substantially two-dimensional nature

Translational relaxation, gas mixture, shock wave, kinetic equations


Том 16, выпуск 1, 2015 год



Получены кинетические уравнения, описывающие процесс поступательной релаксации в ударных волнах в предельных случаях газовых смесей: газ Релея – малая примесь тяжелых частиц в термостате газа из частиц малой массы и газ Лоренца – малая примесь легких частиц в термостате тяжелых частиц. В отличие от существующих полученные уравнения учитывают то обстоятельство, что задача о поступательной релаксации в ударной волне не является изотропной, а именно: выделено направление распростране-ния ударной волны. Представлены результаты расчетов, иллюстрирующие радикальное различие процесса поступательной релаксации в потоке за фронтом ударной волны в га-зах Лоренца и Релея, который в последнем случае имеет существенно двумерный характер

Поступательная релаксация, газовая смесь, ударнаая волна, кинетические уравнения


Том 16, выпуск 1, 2015 год



1. Додулад О.И., Клосс Ю.Ю., Черемисин Ф.Г. Расчеты структуры ударной волны в смеси газов на основе решения уравнения Больцмана. // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2013. Т. 14, вып. 1. http://chemphys.edu.ru/issues/2013-14-1/articles/211/
2. Гордиец Б.Ф., Осипов А.И., Шелепин Л.А. Кинетические процессы в газах и молекулярные лазеры. Гл. 1. М.: Наука, 1980. 512 с.
3. Ландау Л.Д. Кинетическое уравнение в случае кулоновского взаимодействия (ЖЭТФ, 7, 203, 1937; Phys. Zs. Sowjet., 1936, 10, 154). Собрание трудов. Т. 1. / Под ред. Лифшица Е.М. М.: Наука. 1969. 512 с.
4. Andersen K., Shuler K.E. On the Relaxation of the Hard-Sphere Rayleigh and Lorentz Gas // J. Chem. Phys. 1964. V. 40. № 3. P. 633650.
5. Сафарян М.Н., Ступоченко Е.В. Вращательная релаксация двухатомных молекул в легком инертном газе // ПМТФ. 1964. № 4. С. 2934.
6. Сафарян М.Н. Об аппроксимации интегро-дифференциального уравнения уравнением фоккер-планковского типа // ПМТФ. 1977. № 5. С. 1624.
7. Ferrari L. Diffusion coefficients of ions in lighter gases in an electric field // Chemical Physics. 1996. V. 206. P. 934.
8. Р. Балеску. Равновесная и неравновесная статистическая механика. Т. 2. Гл. 11. М.: Мир, 1978. 399 с.
9. Чепмен С. и Каулинг Т.Г. Математическая теория неоднородных газов. Гл. 4, 5. М.: ИЛ, 1960. 510 с.
10. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1977. 736 с.
11. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973. 847 с.