AP08856926 Определение аэродинамических характеристик летательных аппаратов с помощью нестационарной нелинейной одномерной системы моментных уравнений

Актуальность

Моментные уравнения являются промежуточными между Больцмановским (кинетическая теория) и гидродинамическими уровнями описания состояния разряженного газа и образует мало изученный класс нелинейных уравнений в частных производных. Существование такого класса уравнений замечено Грэдом  еще в 1949 году. Им получена моментная система путем разложения функции распределения частиц по полиномам Эрмита около локального максвелловского распределения. Но моментная система Грэда не была использована на практике и не изучена из-за сложности дифференциальной части. Вопросы аппроксимации однородного граничного условия для функции распределения частиц в случае полного нелинейного уравнения Больцмана изучены, доказана корректность начально-краевых задач для нестационарной нелинейной трехмерной системы моментных уравнений Больцмана в произвольном приближении. Предполагается, что движение газа происходит в ограниченной области с неподвижной границей, что соответствует решению уравнения Больцмана с параметром, зависящим от постоянной граничной температуры. Проблема аппроксимации максвелловского микроскопического граничного условия на неподвижной границе в случае нестационарного одномерного нелинейного уравнения Больцмана.

Моментные уравнения, учитывающие скорость движения и температуру поверхности летательных аппаратов, представляют собой нелинейную гиперболическую систему уравнений в частных производных, причем дифференциальная часть зависит от таких неизвестных параметров, какскорость движения и температура поверхности летательных аппаратов. Кроме того, моменты интеграла столкновений являются квадратичными формами, содержащими произведения моментов функции распределения частиц. Согласно микроскопическому граничному условию Максвелла часть молекул отражается от границы зеркально, а часть – диффузно с максвелловским распределением, причем граница подвижная. Вопросы аппроксимации Максвелловского микроскопического граничного условия на подвижной границе в случае нестационарного одномерного нелинейного уравнения Больцмана, зависящего от скорости движения летательного аппарата, до сих пор не решена. Корректностьначально-краевых задач для нестационарной нелинейной одномерной системы моментных уравнений, зависящей от скорости движения и температуры поверхностилетательных аппаратов, при макроскопических граничных условиях на подвижной границе изучается впервые.

  1. Цель проекта

Целью проекта является получение системы моментных уравнений, учитывающие скорость движения и температуру поверхности летательного аппарата и макроскопических граничных условий для системы моментных уравнений, аппроксимирующих микроскопическое граничное условие Максвелла для функции распределения частиц, а также изучение вопросов разрешимости начально-краевых задач для нестационарной нелинейной одномерной системы моментных уравнений при естественных макроскопических условиях зеркального и диффузионного отражения частиц от границы, и решение начально-краевой задачи для нелинейной одномерной нестационарной системы моментных уравнений примакроскопическихусловиях на подвижной границе численным методом.

3.Ожидаемые результаты:

Формулировка начально-краевых задач для нестационарной нелинейной одномерной системы моментных уравнений в произвольном нечетном приближении, доказательство теорем о существовании и единственности решения начально-краевых задач для нестационарной нелинейной одномерной системы моментных уравнений в различных нечетных приближениях и решение начально-краевой задачи для нелинейной одномерной нестационарной системы моментных уравнений в различных нечетных приближениях при выведенных макроскопических граничных условиях численным методом, а также определение аэродинамических характеристик летательных аппаратов и параметров атмосферы являются ожидаемыми научными результатами данного проекта.

Достигнутые результаты:

Вопросы аппроксимации микроскопического граничного условия Масквелла, зависящего от поверхностной температуры подвижной границы, для функции распределения в случае одномерного нестационарного нелинейного уравнения Больцмана, содержащего такой неизвестный параметр, как скорость движения летательного аппарата и корректности начально-краевой задачи для одномерной нестационарной нелинейной системы моментных уравнений в третьем приближении при макроскопических граничных условиях Максвелла-Аужана изучаются впервые. Определение аэродинамических характеристик летательного аппарата с помощью системы моментных уравнений в третьем приближении при макроскопических граничных условиях представляет новую неизученную задачу динамики разряженного газа.

Исследовательская группа:

  1. Сакабеков Аужан – научный руководитель
  2. Аужани Ерканат – главный научный сотрудник
  3. Мадалиева Салтанат Нурмаханбетовна – старший научный сотрудник
  4. Сатыбалдина Меруерт Айтмукановна - младший научный сотрудник

Список публикаций:

1. Сакабеков А., Аужани Е. Применение уравнения Больцмана для определения аэродинамических характеристик летательных аппаратов // Вестник КазНИТУ. – 2021. - т.143, №1. - С.57-64.

Научные проекты университета

Наверх

Произошла ошибка!

Попробуйте заполнить поля правильно.

Произошла ошибка!

Превышен максимальный лимит по размеру файла.

Ваши данные были успешно отправлены!

Мы свяжемся с Вами в ближайшее время.

Ваши данные были успешно отправлены!

На ваш e-mail адрес было отправлено письмо для подтверждения. Пожалуйста не забудьте подтвердить ваш e-mail адрес

Перевод не доступен


Перейти на главную страницу