ИСТИНА

Проект направлен на исследование сверхзвуковых течений многокомпонентного разреженного многоатомного газа с учетом его молекулярного строения, процессов возбуждения и релаксации внутренних степеней свободы на нескольких масштабных уровнях описания вещества (макроскопическом, молекулярно-динамическом, квантово-химическом). Актуальность данных исследований традиционно связана с развитием авиакосмической техники (высотная аэродинамика, вход в атмосферу Земли и других планет), а также возможными новыми земными приложениями – технологией высокоскоростного вакуумного транспорта. Исследование будет проведено с помощью разрабатываемого авторами многомасштабного подхода, который позволяет описывать процессы сразу на нескольких масштабных уровнях. Научная новизна предлагаемого в настоящем проекте исследования состоит в сочетании нового бессеточного метода событийного молекулярно-динамического моделирования (EDMD) и классического траекторного молекулярно-динамического расчета, который используется для определения закона возбуждения и релаксации внутренних степеней свободы при межмолекулярных столкновениях для конкретных пар газов. Модель возбуждения/релаксации внутренних степеней свободы будет интегрирована в метод EDMD для расчета актуальных задач сверхзвукового обтекания, а также будет опубликована в виде базы данных для использования результатов настоящего проекта в других численных методах динамики разреженного газа.

The project is aimed at the investigation of supersonic flows of a multicomponent rarefied polyatomic gas mixture, taking into account its molecular structure, the processes of excitation and relaxation of internal degrees of freedom at several scale levels (macroscopic, molecular dynamic, quantum chemical). The relevance of these studies is traditionally associated with the development of aerospace engineering (high altitude aerodynamics, the entry into the atmosphere of the Earth and other planets), as well as possible new earthy applications - high-speed vacuum transport technology. The study will be carried out using a multiscale approach developed by the authors, which allows to describe processes at several scale levels. The scientific novelty of the research proposed in this project is the combination of a new meshless event-driven molecular dynamics simulation (EDMD) method and classical trajectory molecular dynamics calculations that is used to determine the law of excitation and relaxation of internal degrees of freedom in intermolecular collisions for specific gas pairs. The excitation / relaxation model of internal degrees of freedom will be integrated into the EDMD method to study the actual problems of supersonic flow, and will also be published as a database for using the results of this project in other numerical methods of the rarefied gas dynamics.