Программа спецкурса "Основы физико-химической газовой динамики". (лектор - д.ф.-м.н. В.Л. Ковалев)

  1. Физико-химические процессы (введение). Упругие и неупругие столкновения. Диссоциация и ионизация, фотодиссоциация и фотоионизация, излучение, возбуждение внутренних степеней свободы.
  2. Ансамбль химических веществ и ансамбль химических реакций. Моноатомные частицы, молекулы. Компоненты и элементы. Линейная независимость, максимальное число линейно независимых соединений. Химическая реакция-вектор N -мерного пространства. Реакции в собственном смысле. Зависимые и независимые реакции. Максимальное число независимых химических реакций и число степеней свободы реагирующей смеси.
  3. Числовая концентрация, плотность, массовая концентрация. Диффузия, вектор потока диффузии. Химические реакции: закон кратных отношений, закон сохранения массы в реакциях, закон действующих масс, закон Арениуса.
  4. Закон сохранения массы. Уравнения неразрывности, уравнения диффузии компонентов и элементов. Уравнение неразрывности для смеси в целом. Заряд в единице объема, плотность электрического тока. Уравнение баланса заряда. Ток проводимости и ток конвекции. Уравнения Максвелла.
  5. Закон изменения импульсов для частично ионизованной смеси газов. Плотность потока импульса электромагнитного поля. Тензор максвелловских напряжений. МГД приближение. Теорема живых сил.
  6. Уравнение энергии для многокомпонентной частично ионизованной смеси. Уравнение притока тепла. Джоулево тепло, вектор Умова-Пойтинга, плотность электромагнитной энергии.
  7. Второй закон термодинамики. Тождество Гибса. Принци Кюри. Теорема Онзагера. Скорость возникновения энтропии в вязких теплопроводных химически реагирующих смесях газов. Феноменологические уравнения переноса.
  8. Гетерогенные каталитические реакции на поверхности. Терия однородного и неоднородного адсорбирванного слоя Ленгмюра. Теория сложных стационарных реакций.
  9. Аэротермохимия турбулентного течения. Поток и параметры переноса, химическое образование соединений в турбулентном течении; уравнения баланса.
  10. Гиперзвуковое обтекание тел вязким газом. Теория пограничного слоя. Современные газодинамические модели течения: терия тонкого и полного вязкого ударного слоя, параболизованные уравнения Навье-Стокса.
  11. Граничные условия на поверхности разрыва для многокомпонентной химически реагирующей смеси газов. Граничные условия на ударной волне, на термохимически разрушающейся и неразрушающейся каталитической поверхности.
  12. Численные методы решения. Метод установления и метод глобальных итераций.