Аналитические свойства функций распределения по относительным скоростям молекул в ударно-сжатой бинарной смеси газов

Цель – аналитически исследовать существование или отсутствие эффекта перехлёста значений функций распределения по относительным скоростям молекул в ударно-сжатой бинарной смеси газов.

Процедура и методы. Применялись асимптотические и аппроксимационные методы математической физики.

Результаты. Аналитически показано, что в модифицированной бимодальной модели ударносжатой бинарной смеси газов существуют эффекты перехлёста функций распределения по относительным скоростям молекул. Эти эффекты, заключающиеся в превышении количеств энергетически активных молекул, преодолевающих порог барьерных процессов внутри фронта волны по сравнению с аналогичным количеством за ней, могут иметь место в широком диапазоне значений молекулярных масс и концентраций в ударно-сжатой бинарной смеси газов.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные аналитические результаты имеют существенное значение для выяснения вопроса о необходимости учёта поступательной неравновесности при определении коэффициентов скоростей энергетически активированных неупругих соударений внутри фронтов ударных волн.

1. Аналитические модели поступательно-неравновесной динамики ударно-сжатых бинарных смесей газов / М. М. Кузнецов, Г. В. Кузнецов, В. И. Парёнкина, Д. Г. Сатюков, Р. Ф. Халиков // Вестник Государственного университета просвещения. Серия: Физика-Математика. 2023. № 4. С. 34–48. DOI: 10.18384/2949-5067-2023-4-34-48.

2. Кузнецов М. М., Кулешова Ю. Д., Сатюков Д. Г. Статистические распределения пар молекул в модифицированной бимодальной модели ударно-сжатой смеси газов // Вестник Государственного университета просвещения. Серия: Физика-Математика. 2024. № 3. С. 50–57. DOI: 10.18384/2949-5067-2024-3-50-57.

3. Bratos M., Herczynski R. Shock waves in noble gases and their mixtures // Archives of Mechanics (Archiwum Mechaniki Stosowanej). 1983. Vol. 35. No. 2. P. 215–239.

4. Функция распределения пар молекул модифицированной бимодальной модели ударной волны / М. М. Кузнецов, Ю. Д. Кулешова, В. И. Парёнкина, Д. Г. Сатюков // Х Поляховские чтения: материалы международной научной конференции по механике (Санкт-Петербург, 23-27 сентября 2024 г.). СПб.: Издательство ВВМ, 2024. С. 424–427.

5. Куликов С. В., Терновая О. Н., Черешнев С. Л. Специфика поступательной неравновесности во фронте ударной волны в однокомпонентном газе // Химическая физика. 1993. Т. 12. № 3. С. 340–342.

6. Куликов С. В., Терновая О. Н., Черешнев С. Л. Специфика эволюции распределения молекул однокомпонентного газа по относительным скоростям во фронте УВ // Физика горения и взрыва. 1994. Т. 30. № 4. С. 140–144.

7. Kuznetsov M. M., Kuleshova Yu. D. Increase in rates of kinetic processes inside the bimodal hypersonic shock wave // Heat Transfer Research. 2012. Vol. 43. Iss. 3. P. 228–236. DOI: 10.1615/HeatTransRes.v43.i3.30.

8. Кузнецов М. М., Кулешова Ю. Д., Смотрова Л. В. Эффект высокоскоростной поступательной неравновесности в бимодальной ударной волне // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: ФизикаМатематика. 2012. № 2. С. 108–115.

9. Кузнецов М. М., Кулешова Ю. Д., Смотрова Л. В. Эффект поступательной неравновесности в Тамм – Мотт-Смитовской модели ударной волны // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2012. № 3. С. 84–86.

10. Бёрд Г. Молекулярная газовая динамика. М.: МИР, 1981. 319 с.

11. Коган М. Н. Динамика разреженного газа. М.: Наука, 1967. 440 с.