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再突入飛翔体まわりの衝撃層における熱化学非平衡過程と表面触媒現象の統合的モデル化

再入弹丸周围激波层热化学非平衡过程和表面催化现象的集成建模

基本信息

批准号：
13750846
负责人：
藤田和央
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Institute of Space and Astronautical Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、昨年度までに蓄積された分子動力学計算コードとDSMCコードを融合して、特に窒素分子の内部モード緩和と乖離の連成解析モデルを開発するために一連の解析を行った。窒素分子は内部励起準位が約9000存在するため、準位を個別に考慮した解析的な状態遷移解析は困難であるため、統計的な手法に基づいた直接計算法を採用した。この実現のため、本研究ではDSMC-QCTハイブリッド法を開発した。DSMC-QCTハイブリッドでは、分子の運動をモンテカルロ法で計算する一方で、分子間衝突に関する部分だけをQCT法で取扱う手法である。この手法は、今年度では実現できなかった課題である、表面触媒モデルとの連成を取りこむ上でも有効である。窒素分子の回転/振動準位はRKRポテンシャルに回転の効果を考慮した核間ポテンシャルを用いた量子計算により解析し、このRKRポテンシャルを核間ポテンシャルに、分子間ポテンシャルにBillingの経験式を用いて、QCT法による衝突計算を行なった。DSMC法はBirdのNTC法による。QCT法では遷移における量子力学効果が考慮されていないため、並進温度が低い領域では振動緩和レートが過小評価されることがわかった。遷移におけるこの効果を考慮した補正を行なうことで、実験に良い一致を得ることが出来た。また回転遷移レートに付いても実験値による精度検証を行なった。以上のモデル検証を終えた後、高温域での緩和パラメータを決定するために、並進温度2000〜80000Kの範囲で解析を行なった。その結果、回転緩和モデルについては従来のParkerモデルを補正することで、また振動緩和モデルについては、高温域での緩和は従来考えられているよりもやや速く、一定の衝突断面積をもつ衝突制限モデルを導入することで、約80000Kまで緩和モデルを拡張することができることが確認された。

This year, the accumulation of molecular dynamics calculations, DSMC, fusion, special molecular dynamics, and molecular dynamics analysis, development, and analysis. The internal excitation level of the molecule is about 9000. The analysis of the state transition is difficult. The statistical method is adopted. This paper presents the development of the DSMC-QCT method. DSMC-QCT is a method for calculating molecular motion and molecular conflicts. This year, the problem of surface catalyst is solved. The molecular regression/vibration level is considered to be the result of inter-nuclear regression using quantum computing. The inter-molecular regression/vibration level is considered to be the result of inter-nuclear regression using quantum computing. The inter-molecular regression/vibration level is considered to be the result of inter-nuclear regression using quantum computing. The inter-molecular regression/vibration level is considered to be the result of inter-nuclear regression using quantum computing. The inter-molecular regression/vibration level is considered to be the result of inter-nuclear regression using quantum computing. DSMC method Bird and NTC method The QCT method is based on quantum mechanics and takes into account the effects of migration and temperature on vibration mitigation. The result of the migration is that The accuracy of the test results was evaluated. After the above test, the temperature range of the temperature range of 2000 ~ 80000K is determined. The result is that the vibration of the vibration is reduced, and the vibration of the vibration is reduced. The vibration of the vibration is reduced.