Аппроксимация экспериментальной константы скорости химической реакции в широком температурном диапазоне

В статье рассмотрены возможные методы аппроксимации константы скорости химических реакций на область значений, которая находится за пределами экспериментального температурного диапазона. В частности, исследованы прямая аппроксимация констант скоростей химической реакции, полученных при обработке экспериментальных значений, аппроксимация, основанная на одной из аналитических модельных зависимостей интегрального сечения процесса от энергии, и аппроксимация, основанная на непосредственном решении уравнения для константы скорости химической реакции при произвольной зависимости интегрального сечения процесса от энергии. Для решения интегрального уравнения использовался вариационный метод регуляризации Тихонова. Показано, что данный метод позволяет находить значение пороговой энергии, а также восстанавливать форму сечения. В качестве примера рассмотрена реакция второго порядка $\mathrm{CH}_4\to\mathrm{CH}_3+\mathrm{H}$, для которой энергия активации составляет $44560\text{ К}$. На основании расчета для температурного диапазона $10000$–$50000\text{ К}$ можно рекомендовать следующую аппроксимацию: $5.04\times10^{-6}T^{-15}\exp(-45377/T)$, $\text{см}^{-3}/\text{с}$. Полученные данные могут быть использованы при различных расчетах, в частности в задачах гиперзвуковой газодинамики, а также для наполнения баз данных информационных систем.