Рассмотрена задача обтекания тонкой пластины бесконечного размаха, установленной поперек потока. Лобовая поверхность пластины поглощает газ. Для расчетов использовалась математическая модель течения, содержащая комбинацию модели Навье-Стокса-Фурье и модельного кинетического уравнения многоатомных газов. Расчеты проведены для сверхзвукового течения с числом Маха 2.31 при числах Кнудсена 0.1 ... 0.001 и коэффициенте поглощения поверхности пластины от 0 до 1. Полученные поля течения сравнивались с решениями модельного кинетического уравнения многоатомных газов. Коэффициент сопротивления пластины сравнивался с известными литературными данными. При всех рассмотренных параметрах течения получено удовлетворительное совпадение с известными данными. Показано отсутствие разрывов производных газодинамических параметров в области сшивания кинетической и гидродинамической составляющих модели. Оценивается повышение вычислительной экономичности модели по отношению к решениям модельных кинетических уравнений. Делается вывод о пригодности рассмотренной кинетико-гидродинамической модели для описания высоконеравновесных течений.
The aim of this work is to obtain asymptotically strong expressions for the distribution functions of pairs of molecules inside the shock wave front. An asymptotically exact expression is obtained for the distribution function of the pairs of molecules of the heavy component of a binary shock-compressed gas mixture at the beginning of its translational relaxation. This result is extremely important for experimental modeling of the effect of high-speed overshoot in shock tubes.
АннотацияЦелью работы является разработка физико-математической модели, объединяющей кинетическое и гидродинамическое описание течения, и повышение её вычислительной экономичности. Процедура и методы. В работе применялся аналитический метод исследования. Для изучения свойств полученной модели использовался метод численного эксперимента. Результаты. Результаты расчётов показывают, что комбинированная кинетико-гидродинамическая модель (КГМ) позволяет физически адекватно описывать процессы, протекающие в переходной области течения газовой среды. В области сшивания компонент модели отсутствуют разрывы производных параметров газа. Модель КГМ позволяет выставлять граничные условия на поглощающих поверхностях. Значения такой интегральной характеристики, как c x (α), рассчитанные по КГМ, удовлетворительно согласуются с результатами расчётов по МКУ. Теоретическая и практическая значимость. При расчёте относительно плотных газов (Kn = 0,01) КГМ позволяет сократить потребляемый объём памяти вычислительного устройства примерно на три порядка и процессорное время на два порядка по сравнению с модельным кинетическим уравнением (МКУ). Разработанная модель КГМ может быть использована в широком интервале чисел Кнудсена. Ключевые слова: комбинированная модель, модель Навье-Стокса-Фурье, кинетическая модель, поглощающая поверхность, вычислительная эффективность Благодарности. Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, номер темы FSFF-2020-0013.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.