Потоки тепла и излучения в сильно неравновесных течениях за ударными волнами

С использованием обобщенного метода Чепмена - Энскога построены поуровневая и двухтемпературная теоретические модели для описания высокотемпературных сильно неравновесных реагирующих течений воздуха и расчета потоков тепла и излучения. В теоретическом подходе выводятся расширенные системы уравнений гидродинамики, химической кинетики, кинетики внутренних энергетических переходов и излучения. Также разработаны алгоритмы расчета поуровневых коэффициентов переноса. Предложенные модели применяются для моделирования течения воздушной смеси за плоской ударной волной в условиях высоких температур, наблюдаемых в летных экспериментах. Получены распределения концентраций компонентов смеси, профили температуры и давления. Изучено влияние различных наборов коэффициентов скорости химических реакций. Показано, что параметры потока сильно зависят как от применяемого подхода кинетической теории, так и от выбора модели химических реакций: молярные доли компонентов смеси показывают существенно различное поведение для поуровневого и двухтемпературного подходов. Проведен расчет потоков тепла и излучения в зависимости от расстояния от фронта ударной волны. Установлено, что основной вклад в общий поток тепла вносит диффузия, тогда как роль теплопроводности слаба из-за наличия компенсационных эффектов. Показано, что в рассматриваемых условиях двухтемпературные модели неприменимы для корректного прогнозирования радиационного нагрева.