Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính toán cấu trúc sóng sốc trong khí đơn nguyên tử với kiểm soát độ chính xác
Tóm tắt
Cấu trúc của sóng sốc trong một loại khí đơn nguyên tử đã được tính toán bằng cách giải phương trình động lực học Boltzmann với độ chính xác được kiểm soát dựa trên các tham số tính toán. Mô hình phân tử hình cầu cứng và phân tử với tiềm năng Lennard-Jones đã được xem xét. Việc tính toán được thực hiện trong một phạm vi rộng các số Mach với độ chính xác không thấp hơn 3% cho độ rộng mặt sóng sốc và 1% cho các giá trị cục bộ của mật độ và nhiệt độ. Cấu trúc sóng sốc đã được nghiên cứu dưới góc độ các đặc tính khí vĩ mô và dưới góc độ hàm phân phối vận tốc phân tử.
Từ khóa
#sóng sốc #khí đơn nguyên tử #phương trình động lực học Boltzmann #mô hình phân tử #độ chính xácTài liệu tham khảo
H. Alsmeyer, “Density profiles in argon and nitrogen shock waves measured by the absorption of an electron beam,” J. Fluid Mech. 74, 497–513 (1976).
W. Garen, R. Synofzik, and A. Frohn, “Shock tube for generation of weak shock waves,” AIAA J. 12, 1132–1134 (1974).
B. L. Hicks and S. M. Yen, “Solution of the nonlinear Boltzmann equation for plane shock waves,” in Rarefied Gas Dynamics (Academic, New York, 1969), Vol. 1.
F. G. Cheremisin, “Numerical solution of a kinetic Boltzmann equation for homogeneous stationary gas flows,” USSR Comput. Math. Math. Phys. 10(3), 125–137 (1970).
B. L. Hicks, S. M. Yen, and B. J. Reilly, “The internal structures of shock waves,” J. Fluid Mech. 53(1), 85–111 (1972).
S. M. Yen and W. Ng, “Shock wave structure and intermolecular collision laws,” J. Fluid Mech. 65(1), 127–144 (1974).
V. V. Aristov and F. G. Cheremisin, “Shock wave structure in a monatomic gas in the case of power-law interaction potentials,” Fluid Dyn. 17, 964–968 (1982).
F. G. Tcheremissine, “Solution of Boltzmann equation for arbitrary molecular potentials,” Proceedings of the 21st International Symposium on RGD (Cepadues, 1999), Vol. 2, pp. 165–176.
T. Ohwada, “Structure of normal shock waves: Direct numerical analysis of the Boltzmann equation for hard-sphere molecules,” Phys. Fluids 5, 217–234 (1993).
C. Cercignani, A. Frezzotti, and P. Grosfils, “The structure of infinitely strong shock wave,” Phys. Fluids 11, 2757–2764 (1999).
S. Takata, K. Aoki, and C. Cercignani, “The velocity distribution function in an infinitely strong shock wave,” Phys. Fluids 12, 2116–2127 (2000).
G. A. Bird, Molecular Gas Dynamics and the Direct Simulation of Gas Flows (Oxford Univ. Press, Oxford, 1994).
I. N. Larina and V. A. Rykov, “Nonlinear nonequilibrium kinetic model of the Boltzmann equation for monatomic gases,” Comput. Math. Math. Phys. 51, 1962–1972 (2011).
F. G. Cheremisin, “Conservative Method for Evaluating the Boltzmann Collision Integral,” Dokl. Phys. 42, 607–610 (1997).
F. G. Tcheremissine, “Solution to the Boltzmann kinetic equation for high-speed flows,” Comput. Math. Math. Phys. 46, 315–329 (2006).
S. P. Popov and F. G. Cheremisin, “A conservative method for solving the Boltzmann equation with centrally symmetric interaction potentials,” Comput. Math. Math. Phys. 39, 156–169 (1999).
N. M. Korobov, Number-Theoretic Methods in Approximate Analysis (Fizmatgiz, Moscow, 1963) [in Russian].
Yu. A. Anikin, “On the accuracy of the projection computation of the collision integral,” Comput. Math. Math. Phys. 52, 615–636 (2012).