1
УДК 533.72
Модельное кинетическое уравнение
для многоатомных газов с учетом вращательных
степеней свободы молекул
© А.Б. Поддоскин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Предложено модельное кинетическое уравнение для многоатомного газа, учиты-
вающее вращательные степени свободы молекул. Три свободных параметра моде-
ли связываются с парциальными факторами Эйкена, которые, в свою очередь,
зависят от интенсивности обмена энергией между поступательными и враща-
тельными степенями свободы и от частоты упругих и неупругих столкновений
молекул газа.
Ключевые слова:
многоатомный газ, кинетическое модельное уравнение, враща-
тельные степени свободы молекул.
В отличие от простого (одноатомного) молекулы многоатомного
газа обладают внутренними степенями свободы, что существенно
усложняет кинетическое уравнение [1]. Как показывают расчеты, для
большинства молекулярных газов в диапазоне температур 10–1 000 K
колебательные степени свободы можно считать «замороженными», а
вращательные степени свободы рассматривать на основе классиче-
ской механики. Однако отсутствие надежных моделей потенциала
межмолекулярного взаимодействия приводит к необходимости по-
строения модельных кинетических уравнений [2–6]. В частности, для
решения граничной задачи в [3] использовалась кинетическая мо-
дель, которую можно рассматривать как обобщение модели Бхат-
нагара, Гросса и Крука (БГК-модели). Одним из недостатков
БГК-модели [7] является то, что при решении задач с одновременным
тепло- и массопереносом возникает неоднозначность выбора свобод-
ного параметра модели, что характерно и для обобщенной модели
[3]. Поэтому в [4] было предложено модельное уравнение, которое
содержит два свободных параметра и тем самым устраняет данный
недостаток. В рамках модели [4] был рассчитан весь комплекс газо-
кинетических коэффициентов скольжения и скачков макропарамет-
ров двухатомного газа на слабо искривленной поверхности [5]. Для
многоатомного газа аналогичные расчеты были выполнены в [6].
В настоящей работе путем развития подхода [4] предложено мо-
дельное кинетическое уравнение для многоатомного газа с враща-
тельными степенями свободы молекул, которое содержит три сво-
