ДИПЛОМНІ КУРСОВІ РЕФЕРАТИ


ИЦ OSVITA-PLAZA

Реферати статті публікації

Пошук по сайту

 

Пошук по сайту

Головна » Реферати та статті » Фізика » Фізика метеоритних явищ

Эффекты загораживания. Режим первых столкновений
Отлетающие от поверхности метеороида молекулы,
сталкиваясь с налетающими молекулами потока воздуха,
предохраняют тело от ударов некоторых из них,
создавая эффекты аэродинамического и теплового
загораживания. По мере развития процесса испарения такую же
роль начинают играть испарившиеся молекулы. Для
учета этих эффектов в выражения для коэффициента
сопротивления Г и теплопередачи Л в формулах (7.13) и (7.14)
мы ввели коэффициенты аэродинамического
загораживания аг и теплового загораживания аЛ. Теперь наша
задача состоит в том, чтобы получить их значения при
заданных условиях обтекания.
Загораживающее действие отлетающих и
испаряющихся молекул было впервые рассмотрено в 1937 г.
Э. Эпиком [422] и подробно исследовано в 1941 г.
Б. Ю. Левиным [145] (см. также [147]). Б. Ю. Левин
рассматривал цилиндрическое тело с плоской лобовой
поверхностью. Молекулы считались упругими твердыми
сферами с постоянным газодинамическим сечением а0.
Загораживание определяется долей F загороженной
площади лобовой поверхности тела. Коэффициент
аэродинамического загораживания аг определяется как
вероятность того, что налетающая молекула достигнет
поверхности тела и передаст ему свой импульс (и
аналогично — энергию в случае аА):
аг = *-*', F = 0£5a^-^aA. (10.1)
Множитель £ < 1 учитывает то обстоятельство, что в
результате столкновений часть участвовавших в них
молекул будет отброшена к телу и передаст ему импульс
и энергию. Обоснованного выражения для £ Б. Ю. Левин
не дал, ограничившись грубой оценкой £ ~ 0,2.
Иной подход к этой задаче (применительно к
загораживанию испарившимися молекулами) содержится в
работе В. Н. Лебединца и Ю. И. Портнягина [139] (см.
также [98]). Они рассматривают упрощенную модель
цилиндра, в которой все испарившиеся молекулы вылета-
§ 10. ЭФФЕКТЫ ЗАГОРАЖИВАНИЯ
93
ют из центра лобовой поверхности (это несколько
увеличивает роль загораживания). Но главное отличие их
подхода состоит в том, что они учитывают зависимость
сечения рассеяния (диффузии, передачи импульса) от
скорости столкновения в форме Gd°°v^1 и полагают, что
каждая испарившаяся молекула может защитить
поверхность тела от удара только одной налетающей
молекулы. Коэффициент £ они принимают, по Б. Ю. Левину,
равным 0,2.
Различие исходных предположений привело к тому,
что по оценке В. Н. Лебединца и Ю. И. Портнягина
предельный радиус метеороида, при котором можно
пренебречь загораживанием, оказался на 1—2 порядка
меньше, чем по оценке Б. Ю. Левина, а
соответствующая предельная масса — меньше на 4—6 порядков.
Такая ситуация, с одной стороны, и успехи
аэродинамики разреженных газов,— с другой стороны, заставляет
нас рассмотреть проблему загораживания заново.
Рассмотрим сначала загораживание
отлетающими молекулами. Пусть тело метеороида имеет
плоскую или выпуклую лобовую поверхность
произвольной формы. Если она может быть аппроксимирована
каким-либо уравнением или задана параметрически,
задача может быть решена до конца, хотя трудности решения
возрастают с переходом от простых форм к более
сложным.
Очевидно, что загораживание может иметь место
лишь в результате столкновений, происходящих в
пределах цилиндра, образующие которого параллельны
направлению встречного потока и касательны к метеорои-
ду. Будем считать метеороид неподвижным и свяжем с
ним декартову систему координат, в которой ось Z
направим навстречу потоку, оси X и У — в
перпендикулярной плоскости. В каждой точке лобовой поверхности тела
ось Z образует с нормалью угол 6о (угол падения),
который является одним из основных параметров задачи.
Задача состоит'в том, чтобы: а) определить
количество отлетающих молекул, эффективно участвующих в
загораживании, т. е. испытывающих столкновения с
набегающими молекулами в пределах цилиндра; б)
определить обстоятельства столкновений, в ходе которых
появляются частицы, отбрасываемые к телу; в) определить
94 ГЛ. II. НАГРЕВ И НАЧАЛО ИСПАРЕНИЯ МЕТЕОРОИДОВ
уменьшение потоков массы, импульса и энергии в
результате совместного действия факторов а) и б).
Элементарный подход к этой задаче, даже в
предположении слабого загораживания, наталкивается на
большие трудности, красноречиво описанные в монографии
Б. Ю. Левина [147]. Приходится считаться с наличием
трех коэффициентов загораживания: числа частиц а*,
импульса аг и энергии аА, а также соответствующих им
коэффициентов ослабления загораживания за счет
фактора б): £*, £г и £А. Определить их раздельно, исходя из
физической теории метеоров, не представляется
возможным.
Однако современные методы аэродинамики
разреженных газов [10, 25, 113], основанные на решении
кинетического уравнения Больцмана или аппроксимирующих
его модельных кинетических уравнений [25], позволяют
(при некоторых упрощениях) получить все нужные
величины, если мы можем ограничиться учетом так
называемых первых столкновений (т. е. столкновений
отлетающих молекул с набегающими).
Метод решения задачи [52] основан на применении
оператора взаимодействия частиц между собой —
внутренней трансформанты Т (и1ч ю2, и) и оператора их
взаимодействия с телом — граничной трансформанты Т8(аг, и).
Первая из них определяет вероятность образования час-
стицы с вектором скорости и при столкновении двух
частиц со скоростями »i, щ, вторая —то же самое при
столкновении частицы со скоростью иг с поверхностью
тела. В результате применения этих операторов могут
быть построены функции распределения частиц
по скоростям / (и). Поскольку эти функции зависят еще
и от положения точки в пространстве, их обычно
записывают в виде / (г, и), где г— вектор, определяющий
положение рассматриваемой точки относительно начала
координат (выбор последнего зависит от формы тела).

Ви переглядаєте статтю (реферат): «Эффекты загораживания. Режим первых столкновений» з дисципліни «Фізика метеоритних явищ»

Заказать диплом курсовую реферат
Реферати та публікації на інші теми: ОРГАНІЗАЦІЯ ФІНАНСОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ПІДПРИЄМСТВ
Аудит розрахунків з оплати праці
Отдача огнестрельного оружия
Что же такое 3G… 4G… и кто больше?
Особливості вживання деяких відмінкових закінчень іменників


Категорія: Фізика метеоритних явищ | Додав: koljan (18.10.2013)
Переглядів: 614 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]

Онлайн замовлення

Заказать диплом курсовую реферат

Інші проекти




Діяльність здійснюється на основі свідоцтва про держреєстрацію ФОП