Динамика газов

К вариационным принципам газовой динамики и магнитной гидродинамики, а также к полным системам законов сохранения газовой динамики и электромагнитной динамики газа автора привела неосознанная ранее жажда интегрирования и атмосфера научного поиска в Вычислительном центре Академии наук СССР. Эти результаты не требуют ни экспериментальной, ни численной поддержки. [c.5]

Теоретическая механика является той частью общей механики, которая изучает движения материальных точек, их дискретных систем и абсолютно твердых тел. Ясно, что факты, найденные в теоретической механике, отражают наиболее общие закономерности механических движений, так как при их установлении приходится почти полностью абстрагироваться от конкретной физической природы реальных тел, рассматривая лишь их главные механические свойства. Законы, установленные в теоретической механике, как и другие законы естествознания, объективно отражают реально существующую действительность. На основе законов, установленных в теоретической механике, изучается механика деформируемых тел теория упругости, теория пластичности, гидродинамики, динамика газов. Следовательно, теоретическая механика является фундаментом общей механики. Отчасти из-за исторических [c.18]

Типы квазичастиц. Атомная динамика идеального (беспримесного, бездефектного) кристалла описывается коллективными волновыми движениями. С квантовой точки зрения эти движения эквивалентны газу неких частиц, энергия е и импульс р которых выражаются через частоту волн и волновой вектор с помощью известных соотношений е=Ай и p=flq. Частицы, сопоставляемые с коллективными волновыми движениями в кристалле, называют квазичастицами. Формально мы получаем квазичастицы, производя квантование волн, распространяющихся по кристаллу. Представление кристалла в виде газа квазичастиц составляет сущность метода квазичастиц (метода элементарных возбуждений). Этот метод является основным в современной теории твердого тела он позволяет свести крайне сложную динамику огромного коллектива взаимодействующих реальных частиц (атомов кристалла) к относительно простой динамике газа квазичастиц. [c.146]

Линеаризованная система уравнений динамики газа и рабочей среды, записанная для отклонений, имеет вид [c.76]

Из сказанного ясно, что видоизменения поля давлений в ограниченном пространстве связаны в основном с динамикой газов и поэтому поле давлений косвенно характеризует динамику газов. [c.89]

Можно было бы и наоборот вывести уравнение баланса энергии (16) из первого начала и теоремы об изменении кинетической энергии, не основываясь на законе о сохранении энергии движущегося газа. В этом смысле закон сохранения энергии представляет первое начало термодинамики, примененное к движущемуся газу, так как уравнение изменения кинетической энергии является простым следствием уравнений динамики газа. [c.144]

Уравнения динамики газа [c.102]

Параллельно с развитием гидродинамики вязкой жидкости протекало создание динамики газа, обладающего свойством сжимаемости. Первоначальные исследования в этой области были тесно связаны с зарождением термодинамики и акустики. Первое теоретическое определение скорости распространения звука дал Ньютон, считавший этот процесс изотермическим, а скорость распространения равной корню квадратному из отношения давления газа к его плотности. На самом деле, как показал значительно позднее Лаплас, процесс распространения звуковых колебаний гораздо ближе подходит к адиабатическому. Это привело Лапласа к формуле, применяемой и в настоящее время и отличающейся от формулы Ньютона коэффициентом под знаком корня. [c.28]

Установленная в середине XIX в. основная система дифференциальных уравнений динамики газа, несмотря на достаточное к тому времени развитие методов решения дифференциальных уравнений, представила непреодолимые трудности. [c.29]

Обсудим теперь вопрос о приближении к равновесию в системе многих частиц, а точнее, в газе — одной из простейших таких систем. Как мы видели выше, классическое рассмотрение движения атомов или молекул газа, естественно, приводит к молекулярному хаосу и к уравнению Больцмана. А процесс приближения к равновесию плотного газа в рамках уравнения Больцмана, естественно, переходит в описание динамики газа на базе уравнений газодинамики с диссипацией. [c.191]

Газ Лоренца является одной из самых популярных моделей неравновесной статистической физики, на которой, в частности, удобно исследовать проблему существования так называемых коэффициентов переноса. К коэффициентам переноса относятся коэффициенты диффузии, вязкости, теплопроводности, электропроводности и т. д. В силу характера динамики газа Лоренца его импульс не сохраняется и единственным коэффициентом переноса для него является коэффициент диффузии D. Согласно формуле Эйнштейна, [c.195]

Кривая 1 (см. рис. 3.4) для адиабатического процесса и кривая 2 для полного мгновенного перемешивания существенно отличаются друг от друга. На АЧХ и ФЧХ адиабатического процесса появляются характерные волны , которые связаны с взаимодействием в динамике газа в емкости с энтропийными волнами. [c.179]

Построение теоргтических моделей, адекватных физической реальности, и создание инженерных методов расчета оборудования с учетом особенностей двухфазных течений невозможно без изучения волновой динамики газо- и парожидкостных сред. Особенности проявления волновых свойств зависят как от состояния и структуры самой среды, так и от амплитуды и частоты вносимых в нее возмущений. При этом предметом изучения становятся релаксационные и диссипативные процессы, происходящие в двухфазных средах при распространении в них волны возмущения. Времена протекания этих процессов, их взаимное влияние определяют эволюцию генерируемых волн в нестационарных условиях, скорость их распространения и интенсивность. Как показали многочисленные эксперименты, в газодинамике двухфазных потоков паро-(газо-) капельной структуры определяющим является обмен количеством движения между молекулами несущей газовой среды и каплями жидкости. При рассмотрении быстропротекающих процессов в смесях жидкости с пузырьками пара и газа определяющими являются инерционные свойства жидкости при внутренних радиальных ее движениях, возникающих в результате взаимодействия молекул газа в пузырьках с прилегающими к ним объемами жидкости При добавлении пузырьков газа мало меняется средняя плотность среды при достаточно малых концентрациях пузырьков, но характер изменения давления меняется существенно. [c.32]

Точные решения задач динамики газа были ранее малочисленны. Отметим принадлежащее Л. Г. Степанянцу точное решение плоской задачи о движении вязкого газа вокруг вращающегося цилиндра и в полости между вращающимися цилиндрами без ограничительных допущений об изотермичности движения и без отбрасывания инерционных членов, а также численное исследование свободной конвекции газа в плоской прямоугольной области, опубликованное В. И. Полежаевым [c.648]

НУДЬГА П., Техническая термо динамика газов, 1944. [c.658]

Движение газа в трубопроводе описывается уравнениями газовой динамики. В эти уравнения входят такие параметры движения, как плотность и давление, расход и температура газа. Для решения этих уравнений необходимо знать условия на границах областей, занятых газом, т. е. условия в тех точках трубопровода, в которых в данный момент времени находятся составы контейнеров. Таким образом, расчет параметров движения контейнерных составов и задача о динамике газа в областях между ними составляют единую математическую задачу, решение которой позволяет определить процессы движения в пневмотрубопроводе. [c.89]

Современное изложение динамики газа не может быть полным без рассмотрения движения проводящего газа. До последнего времени вопросами движения проводящего газа занимались в связи с астрофизическими явлениями и процессами в верхних слоях атмосферы (ионосфере), где газ в значительной степени ионизирован. В настоящее время к рассмотрению движения проводящего газа приводят и другие практически интересные задачи. Например, проблема создания космических двигателей, задачи, возникающие в связи с проблемой управления термоядерными реакциями, задача ускорения высокотемпературных ионизированных потоков, образующихся в ударной трубе с помощью внещних электромагнитных полей, и др. [c.151]

Принципиальные особенности движения газа со сверхзвуковыми скоростями — волновой его характер — были отмечены впервые в 1847 г. Допплером. Наличие волн было позже (1875—1897) экспериментально обнаружено и изучено австрийскими физиками Э. Махом и Л. Махом. Риман (1826—1866) в классическом мемуаре О распространении волн конечной амплитуды , относящемся к 1860 г., установил получившие в дальнейшем широкое применение инварианты — функции давления и скорости или скорости звука и скорости, сохраняющие свои значения вдоль характеристик уравнений динамики газа, и тем самым заложил теоретические основы исследования сверхзвуковых потоков. Теория Римаиа объяснила необходимость образования в сверхзвуковых потоках так называемых ударных волн или скачков уплотнения. [c.29]

Точные решения задач динамики газа крайне малочисленны. Среди них можно отметить принадлежащее Л. Г. Степанянцу ) точное решение плоской задачи о движении вязкого газа вокруг вращающегося цилиндра и в полости между вращающимися цилиндрами без ограничительных допущений об изотермичности движения и без отбрасывания инерционных членов. [c.816]

Теперь у нас остаются еще два вопроса почему происходит релаксация надтепловых возмущений функции распределения, и можно ли считать обратимыми тепловые флуктуации Чтобы понять, что эти вопросы действительно имеют основание, целесообразно учесть еще один возможный подход к описанию динамики газа, а именно, с помощью уравнения Лиувилля. Это уравнение описывает эволюцию функции распределения т, у -,Т2,У2 всех N частиц газа в бЛ -мерном фазовом пространстве [c.166]

Система уравнений (27.15) есть система шести почти линейных уравнений с частными производными первого порядка гиперболического типа с тремя независихмыми переменными Хь л 2,< с постоянными коэффициентами при производных. Теория этих уравнений изложена, например, в монографии Куранта и Гильберта [24] она является обобщением представленных кратко в п. 9 систем уравнений с большим числом независимых переменных, чем две. Соответствующий метод был применен в пространственных задачах динамики газов в работах [159, 160, 196, 198]. Этот метод был также применен в динамических задачах теории упругости в работах [161, 20, 195, 199, 182, 206—208. В динамических задачах теории пластичности этот метод применялся в работах [29, 173, 169, 116]. В волновых задачах теории вязкопластичности метод был использован в работах [5, 167, 181, 8, 9, 154—157, 217, 158]. [c.239]

Динамика газа с учетом энтропийных волн и акустических эффектов при вьшужденных колебаниях описывается матричным уравнением (3.6Л 5). Заменим амплитуды вариаций температуры 5 Г (0) и 5 Г (1) на амплитуду вариации энтропии, пользуясь линеаризованной термодинамической связью 6Г= = б5— (к—1)5р/х. В итоге найдем другую форму записи уравнения шестиполюсника [c.266]

ГК2.+ (и-2)> зз/(2н)] ,2-( 22-Г )[ п + -я- )1у ] Величина Ор 0)/Ь0ок называется входным сопротивлением газа в тракте. Формулы (7.6.7) описывают динамику газа в тракте с критическим соплом на выходе. Для получения замкнутой системы уравнения (7.6.7) необходимо дополнить уравнениями системы питания камеры жидким окислителем. В простейшем случае это будут уравнения форсунок, через которые компоненты поступают в камеру. Линеаризованное уравнение, описывающее течение капельной жидкости (окислителя) через форсунки при пренебрежении инерцией жидкости, имеет вид (см. гл. 2) [c.268]

Отношение между рассмотренным в данной главе подходом, связанным с осреднением более элементарных уравнений, п рассмотренным в гл. 1 феноменологическим подходом, аналогично известному отношению, имеющемуся между статистической физикой и механикой сплошной среды, между статистической физикой и термодинамикой, между молекулярно-кинетической теорией газа и газовой динамикой и т. д. В отличие от чисто феноменологического подхода нри осреднении микроуравнений для макроскопических параметров, таких, как макроскопические тензоры напряжений в фазах, величины, определяющие межфазные взаимодействия, получаются выражения, которые позволяют конкретнее представить их структуру и возможные способы их теоретического и экспериментального определения. С этой целью ниже рассмотрено получение уравнений сохранения массы, импульса, момента импульса и энергии для гетерогенных сред методом осреднения соответствующих уравнений нескольких однофазных сред с учетом граничных условий на межфазных поверхностях. При этом для упрощения рассматривается случай смеси двух фаз. [c.52]

В гидродинамике учитывается скорость деформации и ис-гюльзуется дополнительный закон о связи скоростей деформации и сил. В газовой динамике, кроме того, учитывается сжимаемость газа. [c.6]

Микро- и макроструктур закрученного потока представлякгг особый интерес для понимания физического механизма процессов течения и тепломассообмена. На структуру турбулентного течения существенно влияют особенности радиального распределения осредненных параметров и кривизна обтекаемой газом поверхности. При этом поле турбулентных пульсаций при закрутке всегда трехмерно и имеет особенности, отличающие его от турбулентных характеристик осевых течений [16, 27, 155, 156]. Одно из основных и характерных отличий состоит в том, что в камере энергоразделения вихревой трубы наблюдаются значительные фадиенты осевой составляющей скорости, характеризующие сдвиговые течения. Эти градиенты наиболее велики на границе разделения вихря в области максимальных значений по сечению окружной составляющей вектора скорости. Приосевой вихрь можно рассматривать как осесимметричную струю, протекающую относительно потока с несколько отличной плотностью, и естественно ожидать при этом появления эффектов, наблюдаемых в слоях смешения струй [137, 216, 233], прежде всего, когерентных вихревых структур с детерминированной интенсивностью и динамикой распространения. Экспериментальное исследование турбулентной структуры потоков в вихревой трубе имеет свои специфические сложности, связанные с существенной трехмерностью потока и малыми габаритными размерами объекта исследования, что предъявляет достаточно жесткие требования к экспериментальной аппаратуре. В некоторых случаях перечисленные причины делают невозможным применение традиционных [c.98]

Рассмотрим уравнения газовой динамики для осесимметричного течения невязкого и нетеплопроводного газа с постоянным показателем адиабаты / и йк кснечно-разностные представле- У ния в системе координат, ко- Рис Ь [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...