Motion integrals and sound velocity in local equilibrium flows of ionized monatomic gases

Abstract

Рассматриваются локально равновесные течения ионизованных химически однородных одноатомных газов. Используются макроскопические уравнения сохранения импульса, энергии, общего числа ионов с максимальным зарядом и общего числа электронов (имеются в виду как связанные, так и свободные ионы и электроны). Для этих уравнений выведен ряд интегральных соотношений. Получена аналитическая формула, позволяющая исследовать влияние электронных степеней свободы и термической ионизации на скорость звука. Для иллюстрации приводятся температурные зависимости равновесных концентраций компонентов и адиабатического коэффициента в ионизованном гелии разной плотности. Ключевые слова: локально равновесные течения, одноатомные газы, термическая ионизация, уравнения сохранения, скорость распространения малых возмущений, адиабатический коэффициент.

Scientific school of non-equilibrium aeromechanics in Saint Petersburg State University

“…е. когда все физико-химические процессы протекают на временных масштабах, много меньших гидродинамического масштаба. Исследованиям равновесных течений реагирующих газов с учетом ионизации посвящены работы [85][86][87][88][89][90]192].…”

“…Равновесные статистические распределения, о которых говорилось выше, могут быть использованы не только в неподвижной смеси одноатомных газов с многократной ионизацией, но и в локально-равновесных потоках подобных сред (см., например, [89,90]).…”

“…В журнале проходят апробацию первые работы студентов и аспирантов, публикуются результаты ведущих ученых, биографические очерки о наших коллегах. За последние 20 лет коллектив научной школы опубликовал в «Вестнике» более 40 работ по исследованиям процессов переноса в сильнонеравновесных средах [24,81,82,106,115,117,147,180,214,215], колебательно-химической кинетике [107, 112, 113, 120-124, 127, 128, 137, 216, 217], моделям равновесного ионизованного и реагирующего газа [86,87,89,192], модельным кинетическим уравнениям [218], кинетике многоатомных молекул [97,152,153,160,177,212,213,219,220], развитию методов машинного обучения в неравновесной аэромеханике [131,210]. Плодотвор-ное сотрудничество с журналом «Вестник СПбГУ.…”

Model Kinetic Equations for Multiply Ionized Gas Mixtures

“…In the present situation, one can consider that Eqs 39-42 provide the closed description of the local equilibrium flows of multiply ionized monoatomic gases mixtures. One can note that the systems of these equations allow us to deduce the series of integral relations and to obtain the analytical formulae for the study of the ionization processes influence on adiabatic coefficient and a sound velocity (Romanova and Rydalevskaya, 2017;Romanova and Rydalevskaya, 2018).…”