Методы прямого решения уравнения Больцмана и их применение. (В.В.Аристов, С.А.Забелок, А.А.Фролова)

Представлены результаты исследования неравновесных течений газа в различных режимах с помощью разработанных авторами методов прямого решения (МПР) уравнения Больцмана и других кинетических уравнений. Обсуждаются возможности использования МПР: применение для описания течений при малых числах Маха, при малых числах Кнудсена, математическое моделирование нестационарных течений, естественное распараллеливание и построение гибридных схем, использование неявных схем. Представлен программный комплекс Unified Flow Solver (UFS) с динамическими адаптивными декартовыми сетками, в рамках которого получены гибридные схемы и построены параллельные алгоритмы. Изучаются задачи, связанные с медленными дозвуковыми течениями, что характерно, для микромасштабов, а также задачи для сверхзвуковых течений, характерных для аэродинамики. Приводятся примеры решения как стационарных, так и нестационарных 2D, осесимметричных и 3D задач, для которых UFS продемонстрировал гибкость и эффективность. Отмечен класс новых задач, описывающих неравновесные сверхзвуковые течения, обнаруживающие неклассические переносные свойства. Освещаются результаты кинетического подхода при моделирования неустойчивых и турбулентных сверхзвуковых течений.