Статистическое моделирование в физической газодинамике

• Автор: Хлопков, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 252 с. : ил.

Введение. Построение метода прямого статистического моделирования. Метод решения линеаризованного уравнения Больцмана. Методы решения нелинейных задач динамики разреженных газов. Процедура МонтеКарло для моделирования течений разреженного газа и сплошной среды
2. Определение скорости скольжения. Медленное движение сферы в разреженном газе. Обтекание плоских тел. Обтекание осесимметричных тел. Инженерная методика расчета аэродинамических характеристик летательных аппаратов. Сверхзвуковое обтекание затупленных тел с энергоподводом. Основы метода. Алгоритмы и сетки5
аппаратов излагаются в 3. Апробация методики и программы расчета проводилась на схеме полуконуса с крыльями совместно с экспериментом в вакуумной аэродинамической трубе ВАТ1 ЦАГИ. Проанализированы возможности метода, источники погрешности и области применения. В частности, в свободномолекулярном случае для выпуклых тел метод дает точный результат, в невязком случае методика работает по схеме модифицированного Ньютона, а в промежуточной области разброс интегральных аэродинамических характеристик лежит в коридоре разброса от имеющихся экспериментальных значений.


Полученные результаты позволяют надеяться, что метод, в силу своей консервативности, может быть эффективно применен к
задачам сложной конфигурации и сложной физической природы перенос излучения, энергоподвод, испарение, конденсация, горение и др. I. Проведено обоснование общего численного подхода к моделированию течений разреженного газа на основе прямого статистического моделирования при помощи пробных частиц, эволюции ансамбля и решения кинетических уравнений по процедуре УламаНеймана. Показана возможность статистического моделирования течений сплошной среды. Исследованы возможности метода выделения главной части Власова, Горелова, Когана для решения линейных задач ДРГ, использования различных потенциалов взаимодействия пробные частицы. Разработана численная процедура, распространяющая метод Власова на класс линейных задач ДРГ пробные частицы. Предложен метод решения линеаризованного уравнения Больцмана, использующий общую процедуру УламаНеймана. На основе моделирования траекторий пробных частиц разработан метод решения модельного кинетического уравнения для решения нелинейных задач обтекания в переходном режиме. Для моделирования многомерных течений при помощи ансамбля разработан метод решения модельного кинетического уравнения и уравнения Больцмана. Предложена процедура, позволяющая сократить время установления решения. Показана связь методов моделирования при помощи пробных частиц и при помощи ансамбля. Показана возможность и эффективность использования прямого статистического моделирования в сплошной среде. II. С помощью разработанных методик решены ряд задач, имеющих научное и прикладное значение.