Об одной граничной модели в задачах обтекания твердых тел газовым потоком

Abstract

Настоящая работа посвящена развитию многомасштабного подхода к расчету течений газа вблизи твердых поверхностей с учетом микроскопических эффектов. В рамках этого направления исследований рассматривается проблема постановки граничных условий на поверхности твердого тела с учетом данных эффектов, предварительно рассчитанных на атомно-молекулярном уровне. Основная цель работы состоит в формулировке макроскопических граничных уравнений, учитывающих процессы на поверхности обтекаемого газом твердого тела. В качестве основы макроскопической модели используется система квазигазодинамических (КГД) уравнений в объеме и уравнение теплопроводности в приповерхностном слое обтекаемого тела. Система дополняется реальными уравнениями состояния газа и зависимостями кинетических коэффициентов КГД уравнений от температуры и давления, полученными на основе молекулярно-динамических расчетов. Для апробации предложенных граничных уравнений рассмотрена задача об обтекании затупленного тела потоком газа. В качестве газа выбран сухой воздух. В качестве покрытия тела выбран никель. Расчеты проводились для двух значений скорости входного потока. Они подтвердили качественную корректность разработанной граничной модели и всей технологии моделирования.