高超聲速稀薄弱電離氣體下電子運動的數(shù)值模擬.pdf

1、由于飛行器以大馬赫數(shù)進行高超聲速飛行時,飛行器頭部會和流場發(fā)生激烈的相互作用,這時化學反應和電離反應就變得明顯,成為了模擬中不可缺少的一環(huán)。伴隨而來的在高超聲速弱電離氣體中出現(xiàn)的一大問題就是對電離后電子運動問題的處理。目前對于這一問題的研究還處在發(fā)展階段,并沒有完全成形的方法可以毫無瑕疵地解決這一問題。
　　目前,DSMC(Direct Simulation Monte Carlo,直接模擬蒙特卡羅)方法被廣泛應用于稀薄氣體域的研

2、究并取得了令人滿意的結果。本文主要研究的內容是在非平衡化學反應的基礎上加入電離反應,并對隨之產(chǎn)生的電子運動進行處理。由于電子本身質量的奇異性,使其在不加任何處理的情況下運動速度遠遠超過其他粒子。這構成了 DSMC中在同一時間步長內對分子運動模擬的技術難點,并且破壞電中性假設。本課題主要針對在DSMC中電子運動模擬的難度特點采用捆綁法和平均速度法來完成模擬,這樣基本可以滿足電中性的假設,同時也能避開電子在物理特性上的奇異性。其次,本文還對