Скорость физико-химической релаксации в вязких неравновесных течениях газов

Построена самосогласованная модель скорости физико-химических процессов в смесях вязких газов вмноготемпературном приближении метода Энскога - Чепмена. Разработан алгоритм расчета вязких поправок к скоростифизико-химических процессов; получено обобщение формулы Ландау - Теллера на случай произвольного отклонения отколебательного равновесия. Предложен алгоритм расчета времен колебательной релаксации; представлены результатычисленного моделирования времен релаксации, показывающие, что предложенный алгоритм дает корректное описаниевремен колебательной релаксации в широком диапазоне температур. Представлены результаты численного расчета скорости неравновесных процессов в различных смесях. Показано, что ангармоничность колебательного спектра может существенно влиять на скорость колебательной релаксации; для течений с молекулами с гармоническим колебательным спектром получено хорошее согласие расчетов по точным формулам кинетической теории и по предложенной в работе модификации формулы Ландау - Теллера. Для бинарных смесей получено, что в азоте поправки первого порядка к релаксационным членам за счет VT-переходов значительны только в условиях высокой поступательной температуры и низкой колебательной температуры; в кислороде с ростом колебательной температуры существенную роль начинают играть перекрестные эффекты между реакциями диссоциации - рекомбинации и VT-переходами. В течениях за сильными ударными волнами определено, что учет вязких поправок приводит к заметному росту скорости диссоциации в зоне вблизи фронта ударной волны. В методе прямого статистического моделирования реализованы поуровневые модели VT-переходов, показано сильное влияние многоквантовых обменов на скорость колебательной энергии в кислороде и незначительное в азоте. Проведен расчет времен VT-релаксации методом ПСМ, получено качественное согласие поведения времен релаксации, рассчитанных на основании данного подхода и на основании алгоритма кинетической теории. Поуровневые модели применены для расчета двумерного сверхзвукового обтекания цилиндра методом ПСМ. Изучено влияние выбора модели колебательной релаксации и многоквантовых переходов на колебательную температуру вдоль линии торможения.