Численное решение задачи Куэтта для течения одноатомного газа в режиме скольжения

В статье разработан подход к численному моделированию течения одноатомного газа между двумя параллельными пластинами с использованием конечно-объемной схемы. Получены две системы замкнутых уравнений переноса для описания течения. Первая система рассматривает классическую задачу Куэтта с добавлением временной составляющей для реализации метода установления. Вторая система, помимо этого, включает нормальную компоненту скорости, равную нулю в классической постановке. Проведен сравнительный анализ преимуществ и недостатков обеих моделей. Результаты моделирования показывают, что первая постановка демонстрирует лучшее согласие с данными, полученными методом прямого статистического моделирования. Для этой постановки рассмотрено несколько тестовых случаев, включающих учет различной степени нагрева стенок, а также дозвуковое и сверхзвуковое движение пластин. Моделирование во всех тестовых случаях проводилось для газа в режиме скольжения, что позволило оценить влияние граничных условий скольжения на профили параметров течения. Установлено, что для рассмотренных тестовых случаев влияние граничных условий в основной области течения незначительно, однако вблизи стенок значения макропараметров заметно различаются. Скорость скольжения и скачок температуры существенно увеличиваются с ростом числа Маха и уменьшением коэффициента аккомодации импульса. Сравнение с результатами прямого статистического моделирования показало хорошую точность предложенного подхода.