Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, ИТПМ СО РАН, СПбПУ, ИМех МГУ

Конференции
Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, ИТПМ СО РАН, СПбПУ, ИМех МГУ
Начало: 2 Февраля 2016 Место проведения: Начало заседания в 11:00. «Площадка» в СПбПУ, IV учебный корпус, первый (ближний к главному зданию) подъезд, второй этаж, налево и еще раз налево, железная дверь в торце коридора, на двери справа кнопка домофона

Тема: О целесообразности учета коэффициента объемной вязкости в задачах аэромеханики

Автор: Юрий Алексеевич Никитченко (МАИ) nikitchenko7@yandex.ru

Рассмотрено первое (навье-стоксово) приближение системы моментных уравнений многоатомных однокомпонентных газов, приводящее к двум неэквивалентным моделям течения. Модель, система уравнений которой содержит 5 уравнений (5 моментная модель), учитывает энергообмен между поступательными и внутренними (вращательными) степенями свободы молекулы посредством коэффициента, имеющего смысл коэффициента объемной вязкости. Этот коэффициент аналогичен полученным ранее (М.Н.Коган, В.С.Галкин, В.М.Жданов и др.).

Показано, что коэффициент объемной вязкости позволяет получить первые приближения поступательной и внутренней температур и, следовательно, уточнить температурную зависимость коэффициента сдвиговой вязкости. Модель, система дифференциальных уравнений которой содержит 6 скалярных уравнений (двухтемпературная модель), описывает указанный процесс энергообмена явно. Она не содержит коэффициент объемной вязкости, оставаясь при этом моделью первого приближения.

На примере задачи о профиле плоской ударной волны исследовано влияние коэффициента объемной вязкости на получаемые решения. Рассмотрены 3 модификации 5-моментной модели:

  • без коэффициента объемной вязкости; 
  • коэффициент объемной вязкости учтен в неравновесных напряжениях; 
  • коэффициент сдвиговой вязкости определен термодинамической температурой (температурой в традиционном понимании); 
  • коэффициент объемной вязкости учтен как в неравновесных напряжениях, так и в поступательной температуре, определяющей коэффициент сдвиговой вязкости.

Показано, что даже в течениях с низкой динамической неравновесностью учет коэффициента объемной вязкости позволяет улучшить решение. В условиях высокой динамической неравновесности, для которых модели первого приближения теоретически не обоснованы, предпочтительно использовать двухтемпературную модель. Температура внутренних степеней свободы, вычисленная посредством коэффициента объемной вязкости, физически неадекватна.

Контактная информация: