Кинетический подход к исследованию течений диссоциирующего газа

• Автор: Нтивугурузва, Селестин
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 137 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Введение.
Глава 1. Кинетическое описание диссоциирующего газа.
§1.1 Вывод кинетических уравнений для смесей реагирующих газов.
§1.2 Свойства кинетических уравнений для смесей газов с диссоциацией и рекомбинацией.
§1.3.Макроскопические уравнения сохранения в диссоциирующей смеси газов.
§1.4 Безразмерная запись кинетических уравнений.
§1.5 Кинетические уравнения и макроскопические уравнения сохранения для диссоциирующего двухатомного газа из гомоядерных молекул.
Глава 2. Особенности кинетического описания слабо диссоциированного газа из гомоядерных молекул.
§2.1 Различные степени диссоциации двухатомного газа из гомоядерных молекул.
§2.2 Режимы релаксации атомов и молекул при степени диссоциации, соответствующей условиям пункта 1°.
§2.3 Режимы релаксации атомов и молекул при степени диссоциации, соответствующий условиям пункта 2°.
§2.4 Режимы релаксации атомов и молекул при степени диссоциации, соответствующей условиям пункта 3°.
§2.5 Режимы релаксации атомов и молекул при степени диссоциации, соответствующей условиям пункта 4°.
§2.6 Режимы релаксации атомов и молекул при степени диссоциации, соответствующей условиям пункта 5°.
Глава 3. Кинетическое и газодинамическое описание газа с развитой диссоциацией.

§3.1 Квазистационарные режимы течений газа с развитой диссоциацией
§3.2 Равновесие реагирующих смесей газов.
§3.3 Статистические суммы для диссоциирующего двухатомного газа из гомоядерных молекул.
§3.4 Равновесие диссоциирующего двухатомного газа из гомоядерных молекул.
§3.5 Слабо неравновесные течения диссоциирующего газа (Обобщение метода Энскога - Чепмена).
§3.6 Течения диссоциирующего газа в идеальном приближении.
§3.7 Функции распределения первого приближения.
§3.8 Явления переноса в диссоциирующем газе.
Глава 4. Квазиодномерные локально равновесные течения диссоциирующего газа.
§4.1 Переход в газодинамических уравнениях к интенсивным параметрам. Интегралы движения.
§4.2 Локально равновесные течения смеси диссоциирующего газа в соплах.
§4.3 Скорость звука в диссоциирующем газе.
§4.4 Расчет изменения газодинамических параметров и химического состава газа в конических соплах.
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ.
Настоящая; работа посвящена исследованию течений реагирующих газов с внутренними степенями свободы молекул. Необходимость таких исследований связана с задачами космической и высокоскоростной аэродинамики.
Целью диссертации является исследование течений диссоциирующего газа из гомоядерных молекул в различных физических условиях, при этом рассматриваются следующие задачи:
— кинетическое описание диссоциирующего газа с внутренними степенями свободы;
— исследование особенностей процесса релаксации слабо диссоциированного газа;
— для газа с развитой диссоциацией вывод из кинетических уравнений замкнутых систем газодинамических уравнении в идеальном и вязком приближениях;
— Переход в газодинамических уравнениях от плотностей экстенсивных к сопряженным интенсивным параметрам и
— исследование влияния процесса диссоциации на газодинамику изоэнтропических течений.
Одной из основных проблем при решении задач физико - химической газодинамики является получение замкнутых систем уравнений для определяющих макропараметров. Эту проблему можно решать по разному. Можно использовать как феноменологический подход, так и кинетический.
при феноменологическом подходе используются уравнения сплошной среды, к которым добавляются релаксационные уравнения или уравнения химической кинетики, кроме того, в обычные уравнения вводятся дополнительные члены и эффективные коэффициенты переноса. Все дополнительные члены и коэффициенты переноса определяются из эксперимента. Такой подход не является внутренне замкнутым.
При кинетическом подход газ рассматривается как статистическая система . Вводится функция распределения, записываются кинетические уравнения для нее. Из кинетических уравнений выводятся макроскопические уравнения для газодинамических параметров. Релаксационные и потоковые члены, а также коэффициенты переноса выражаются через функцию распределения. Этот подход

возможны ситуации, когда один и тот же порядок сечения al ’ соответствует столкновениям разной природы. Тогда оператор 1'')
может описывать несколько типов столкновений. Вторая сумма в (1.4.10) соответствует тройным взаимодействиям частиц. Произведения сг1(2-»-1)0Г*(2->з) определяются наибольшим слагаемым в круглой скобке последней суммы в (1.4.9). Можно считать, что слагаемые в сумме по /л также разделены на группы в зависимости от величин произведений ег*(2_»1)<7*(2--*.3), причем
Подставляя формулы (1.4.6) и (1.4.10) в (1.2.23), можно записать
Параметры еи являются аналогами чисел Кнудсена для столкновений н-го типа.
Формула (1.4.12) показывает, что даже в ситуации, когда мы вынуждены рассматривать тройные взаимодействия в процессе рекомбинации частиц, операторами столкновений
можно пренебречь, ибо мы рассматриваем разреженный газ, когда справедливо соотношение
(1.4.12)
(1.4.13)

Тї-СТ
п*о *

(*) + (і) + (п) — (к) + (0 + (т)
Поэтому в дальнейшем мы будем использовать при переходе к безразмерным переменным систему кинетических уравнений вида