Моделирование неравновесных процессов за ударной волной в смеси углекислого газа и аргона

Standard

Моделирование неравновесных процессов за ударной волной в смеси углекислого газа и аргона. / Баталов, Семен Алексеевич ; Кустова, Елена Владимировна.

In: ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. МАТЕМАТИКА. МЕХАНИКА. АСТРОНОМИЯ, Vol. 10, No. 2, 2023, p. 277-288.

Research output: Contribution to journal › Article › peer-review

BibTeX

@article{ba840e2e01574330b685537dc6c885d2,

title = "Моделирование неравновесных процессов за ударной волной в смеси углекислого газа и аргона",

abstract = "В работе построена замкнутая самосогласованная модель неравновесного течения смеси углекислого газа и аргона за фронтом плоской ударной волны. Использован обобщенный метод Чепмена - Энскога в трехтемпературном приближении, учитывающем различные каналы колебательной релаксации в молекуле углекислого газа. Записана расширенная система уравнений Навье - Стокса - Фурье, состоящая из уравнений сохранения массы, импульса и энергии, дополненных уравнениями диффузии компонентов смеси и релаксационными уравнениями для колебательных мод молекулы CO2. Получены замыкающие соотношения для тензора напряжений, скорости диффузии, теплового потока и потоков колебательной энергии. Разработан и реализован алгоритм расчета коэффициентов сдвиговой и объемной вязкости, теплопроводности различных степеней свободы, диффузии и термодиффузии. Проведена валидация модели путем сравнения с экспериментальными данными для вязкости и теплопроводности углекислого газа и аргона, а также для коэффициента бинарной диффузии. Получено хорошее согласие с экспериментом. Проведен анализ зависимости коэффициентов переноса от температуры газа, температур колебательных мод и состава смеси. Разработанная модель готова для использования в численном моделировании ударных волн в смеси CO2-Ar.",

keywords = "коэффициенты переноса, трехтемпературная модель, ударная волна, углекислый газ, аргон",

author = "Баталов, {Семен Алексеевич} and Кустова, {Елена Владимировна}",

note = "Баталов, С. А., & Кустова, Е. В. (2023). Моделирование неравновесных процессов за ударной волной в смеси углекислого газа и аргона. Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия, 10(2), 277-288. https://doi.org/10.21638/spbu01.2023.209 ",

year = "2023",

doi = "10.21638/spbu01.2023.209",

language = "русский",

volume = "10",

pages = "277--288",

journal = "ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. МАТЕМАТИКА. МЕХАНИКА. АСТРОНОМИЯ",

issn = "1025-3106",

publisher = "Издательство Санкт-Петербургского университета",

number = "2",

}

RIS

TY - JOUR

T1 - Моделирование неравновесных процессов за ударной волной в смеси углекислого газа и аргона

AU - Баталов, Семен Алексеевич

AU - Кустова, Елена Владимировна

N1 - Баталов, С. А., & Кустова, Е. В. (2023). Моделирование неравновесных процессов за ударной волной в смеси углекислого газа и аргона. Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия, 10(2), 277-288. https://doi.org/10.21638/spbu01.2023.209

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - В работе построена замкнутая самосогласованная модель неравновесного течения смеси углекислого газа и аргона за фронтом плоской ударной волны. Использован обобщенный метод Чепмена - Энскога в трехтемпературном приближении, учитывающем различные каналы колебательной релаксации в молекуле углекислого газа. Записана расширенная система уравнений Навье - Стокса - Фурье, состоящая из уравнений сохранения массы, импульса и энергии, дополненных уравнениями диффузии компонентов смеси и релаксационными уравнениями для колебательных мод молекулы CO2. Получены замыкающие соотношения для тензора напряжений, скорости диффузии, теплового потока и потоков колебательной энергии. Разработан и реализован алгоритм расчета коэффициентов сдвиговой и объемной вязкости, теплопроводности различных степеней свободы, диффузии и термодиффузии. Проведена валидация модели путем сравнения с экспериментальными данными для вязкости и теплопроводности углекислого газа и аргона, а также для коэффициента бинарной диффузии. Получено хорошее согласие с экспериментом. Проведен анализ зависимости коэффициентов переноса от температуры газа, температур колебательных мод и состава смеси. Разработанная модель готова для использования в численном моделировании ударных волн в смеси CO2-Ar.

AB - В работе построена замкнутая самосогласованная модель неравновесного течения смеси углекислого газа и аргона за фронтом плоской ударной волны. Использован обобщенный метод Чепмена - Энскога в трехтемпературном приближении, учитывающем различные каналы колебательной релаксации в молекуле углекислого газа. Записана расширенная система уравнений Навье - Стокса - Фурье, состоящая из уравнений сохранения массы, импульса и энергии, дополненных уравнениями диффузии компонентов смеси и релаксационными уравнениями для колебательных мод молекулы CO2. Получены замыкающие соотношения для тензора напряжений, скорости диффузии, теплового потока и потоков колебательной энергии. Разработан и реализован алгоритм расчета коэффициентов сдвиговой и объемной вязкости, теплопроводности различных степеней свободы, диффузии и термодиффузии. Проведена валидация модели путем сравнения с экспериментальными данными для вязкости и теплопроводности углекислого газа и аргона, а также для коэффициента бинарной диффузии. Получено хорошее согласие с экспериментом. Проведен анализ зависимости коэффициентов переноса от температуры газа, температур колебательных мод и состава смеси. Разработанная модель готова для использования в численном моделировании ударных волн в смеси CO2-Ar.

KW - коэффициенты переноса

KW - трехтемпературная модель

KW - ударная волна

KW - углекислый газ

KW - аргон

UR - https://www.mendeley.com/catalogue/98a7cd60-5062-3b8c-951d-61b56d970b3b/

U2 - 10.21638/spbu01.2023.209

DO - 10.21638/spbu01.2023.209

M3 - статья

VL - 10

SP - 277

EP - 288

JO - ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. МАТЕМАТИКА. МЕХАНИКА. АСТРОНОМИЯ

JF - ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. МАТЕМАТИКА. МЕХАНИКА. АСТРОНОМИЯ

SN - 1025-3106

IS - 2

ER -

ID: 105783117