用“态-态”跃迁速率计算气体振动松弛特征时间的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用“态‑态”跃迁速率计算气体振动松弛特征时间的方法，包括以下过程：将处在能级i的分子振动能设为ev(i)；通过一次i→j的非弹性碰撞时，分子振动能将增加ev(j)‑ev(i)；利用任意两个振动能级i和j之间的“态‑态”跃迁速率计算气体振动能Ev的变化，联合公式(1)，以及气体状态方程p＝nkBT(kB为玻尔兹曼常数)，得到由“态‑态”跃迁速率计算振动松弛特征时间的方法。本发明专利技术采用一种新的方法去计算振动松弛时间τ<subgt;v</subgt;，能够给出平动温度T和振动温度T<subgt;v</subgt;不等时的振动松弛时间τ<subgt;v</subgt;；计算振动松弛时间τ<subgt;v</subgt;的计算范围比较大，能够覆盖1万K以上的高温区；只需要用一些基础的物理化学数据就可以计算出振动松弛时间τ<subgt;v</subgt;，而不用做风动实验了，大幅度降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高超声速飞行器，尤其涉及一种用“态-态”跃迁速率计算气体振动松弛特征时间的方法。

技术介绍

1、高超声速飞行器具有广阔的军事和商业应用场景，是航天航空领域的热点研究方向。当飞行器以极高速度飞行时，飞行器前方会形成一道强激波，来流气体经过激波后温度急剧增加，进而产生一系列高温真实气体效应，对飞行器的气动力、气动热等关键问题产生重要影响。

2、振动能激发是一种重要的高温真实气体效应，对气体的热力学特性以及热化学耦合过程都有重要影响。振动能激发后，气体的振动温度tv和平动温度t出现差异，此时可以通过laudau-teller方程描述振动能的非平衡演化过程，即

3、

4、其中ev为振动温度为tv时的气体振动能，ev,eq为振动温度达到t时的气体振动能，τv为振动松弛特征时间。τv通常采用millikan-white公式计算，即

5、pτv＝exp(at-13-b)atm·s    (2)

6、其中p为压力；a、b为常数，a、b可以利用激波管实验测得的数据拟合得到。然而，近年来的研究表明，mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种利用“态-态”跃迁速率计算气体振动松弛特征时间的方法，其特征在于：包括以下过程：

2.根据权利要求1所述一种利用“态-态”跃迁速率计算气体振动松弛特征时间的方法，其特征在于：所述步骤四的联合公式(1)，以及气体状态方程p＝nkBT，得到公式(4)，推导过程如下：

3.根据权利要求1所述一种利用“态-态”跃迁速率计算气体振动松弛特征时间的方法，其特征在于：公式(3)计算振动松弛时间τv只需要用一些基础的物理化学数据就可以得到，具体为：

【技术特征摘要】

1.一种利用“态-态”跃迁速率计算气体振动松弛特征时间的方法，其特征在于：包括以下过程：

2.根据权利要求1所述一种利用“态-态”跃迁速率计算气体振动松弛特征时间的方法，其特征在于：所述步骤四的联合公式(1)，以及气体状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，孙泉华，胡远，王小永，洪启臻，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：