Экспериментальное и теоретическое исследование кинетических процессов в газах.

Движение космических аппаратов (КА) в атмосфере Земли или других воздухе со второй космической скоростью сопровождается образованием вокруг него низкотемпературной плазмы, где протекают сложные физико-химические процессы, причём на высотах менее 80км эти процессы могут быть существенно неравновесными. К данным процессам можно отнести обмен энергией между поступательной, вращательной, колебательной и электронной степенями свободы, газофазные и гетерогенные химические реакции, вдув продуктов разрушения теплозащитного покрытия, излучение. Для описания таких процессов необходима разработка соответствующих моделей и методики, подбор параметров моделей, а также их валидация. В этой связи необходимы данные об абсолютных интенсивностях излучения различных газов и газовых смесей за фронтом сильных ударных волн. Для получения фундаментальных данных о неравновесных процессах в высокотемпературных газовых потоках будет использован экспериментальный комплексе НИИ механики МГУ "Ударные трубы". Проведение экспериментов планируется в чистых газах и их смесях (кислород, азот, воздух, аргон и др.) для температур до 80000 К в спектральном диапазоне от вакуумного ультрафиолета до ближнего ИК. Обработка результатов экспериментов будет осуществляться на основе численного моделирования течения двухатомного газа за сильными ударными волнами с учетом неравновесного заселения внутренних степеней свободы и радиационных переходов Моделирования механизма обменных реакций, протекающих в условиях входа в атмосферу Марса, будет осуществляться на основе DFT расчетов. Определение констант скоростей исследуемых реакций будет осуществляться в рамках теории переходного состояния и расчетов методом молекулярной динамики. Актуальность проведения работ обусловлена прежде всего необходимостью повышения точности предсказания нагрева поверхности космических аппаратов в условиях неравновесного тепломассообмена. Численное моделирование детонационного горения тяжелых газообразных углеводородов в сопловых каналах с учетом детальных схем химической кинетики. Разработка кода для численного моделирования течения двухатомного газа за сильными ударными волнами с учетом неравновесного заселения внутренних степеней свободы и радиационных переходов. Разработка упрощенной кинетической модели горения бензина для моделирования детонационных процессов в авиационных двигателях. Исследование кинетических процессов в газовых смесях при наличии фазовых переходов.