Моделирование неравновесных гиперзвуковых течений на основе континуального и кинетического подходов

Цель: создание и апробация новых теоретических моделей неравновесной физико-химической кинетики и процессов переноса в высокотемпературных и высокоэнтальпийных течениях реагирующих смесей газов, применение этих моделей при расчете гиперзвуковых течений воздуха и углекислого газа, разработка эффективного и точного численного подхода для моделирования аэротермодинамики космических аппаратов в трехмерной постановке вдоль высотного участка траектории на основе современных моделей неравновесных физико-химических процессов и его реализация в программной системе для расчета высокоэнтальпийных неравновесных газовых течений на суперкомпьютерах с гибридной CPU/GPU-архитектурой. Новизна подхода состоит в применении современных многотемпературных моделей и детального поуровнего описания кинетики и процессов переноса, разработанных строгими методами кинетической теории, а также точных молекулярных столкновительных моделей к исследованию течений реального газа; будут исследованы процессы диффузии и переноса тепла на поверхности летательного аппарата с учетом коэффициентов переноса, зависящих от колебательного и электронного состояния компонентов смеси. Будет проведено систематическое сравнение результатов, полученных в рамках механики сплошной среды и методами прямого статистического моделирования. Планируется подготовить рекомендации по выбору достаточно простых и численно эффективных, пригодных для использования в реальных инженерных задачах, моделей кинетики и теплопереноса. С помощью этих моделей будет создан мощный программный продукт для моделирования аэротермодинамики спускаемых космических аппаратов.