Вышедшие номера
Численное моделирование ударно-волновых структур в сверхзвуковых потоках неравновесного колебательно-возбужденного газа
Российский научный фонд, Конкурс 2023 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, 23-71-00016
Храпов С.С. 1, Хоперсков А.В. 1, Храпов Н.С. 1
1Волгоградский государственный университет, Волгоград, Россия
Email: khrapov@volsu.ru, khoperskov@volsu.ru, pmfb-231_953278@volsu.ru
Поступила в редакцию: 6 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 10 июня 2025 г.
Принята к печати: 10 июня 2025 г.
Выставление онлайн: 10 ноября 2025 г.

Рассмотрена динамика двумерных течений неравновесного газа с учетом релаксационных процессов, вязкости и теплопроводности. На основе численного газодинамического метода MUSCL реализован параллельный вычислительный алгоритм, позволяющий с высоким пространственным разрешением изучать нелинейные волновые структуры, возникающие в неравновесной среде из-за развития газодинамических неустойчивостей. Показано существенное повышение (в 100-1000 раз) производительности вычислений при использовании параллельных версий вычислительного кода для GPUs. Проведено численное моделирование ударно-волновых структур в плоском двумерном канале с инжекцией сверхзвуковой струи неравновесного газа. Ключевые слова: неравновесный газ, сверхзвуковые струи, ударные волны, численные методы, параллельные вычисления на GPUs.
  1. Ф.А. Максимов. Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 26 (1), 1160 (2025). http://chemphys.edu.ru/issues/2025-26-1/articles/1160/
  2. R. Seleznev. Fluid Dynamics, 58, 1584 (2023). DOI: 10.1134/S0015462823602607
  3. И.А. Широков, Т.Г. Елизарова. Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 26 (1), 1173 (2025). http://chemphys.edu.ru/issues/2025-26-1/articles/1173/
  4. S.T. Surzhikov. Fluid Dynamics, 58 (1), 113 (2023). DOI: 10.1134/S0015462822700033
  5. А.И. Осипов, А.В. Уваров. УФН, 162 (11), 1 (1992). DOI: 10.3367/UFNr.0162.199211a.0001
  6. Г.Г. Антонов, В.Б. Ковшечников, Ф.Г. Рутберг. ЖТФ, 86 (5), 96 (2016)
  7. А.В Авдеев, А.С. Борейшо, И.А. Киселев, А.В. Морозов, А.Е. Орлов. Фотоника, 14 (8), 648 (2020). DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2020.14.8.648.661
  8. А.И. Осипов, А.В. Уваров. УФН, 166 (6), 639 (1996)
  9. V.G. Makaryan, N.E. Molevich. Plasma Sources Sci. Technol., 16 (1), 124 (2007). DOI: 10.1088/0963-0252/16/1/017
  10. S.S. Khrapov. Fluid Dynamics, 59 (4), 899 (2024). DOI: 10.1134/S0015462824602584
  11. С.С. Храпов. Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 25 (7), 1151 (2024). http://chemphys.edu.ru/issues/2024-25-7/articles/1151/
  12. С.С. Храпов, Г.С. Иванченко, В.П. Радченко, А.В. Титов. ЖТФ, 93 (12), 1727 (2023). DOI: 10.61011/JTF.2023.12.56805.f213-23
  13. J. McKevitt, E.I. Vorobyov, I. Kulikov. J. Parallel Distributed Computing, 195, 104977 (2025). DOI: 10.1016/j.jpdc.2024.104977
  14. A. Radhakrishnan, H. Le Berre, B. Wilfong, J.-S. Spratt, M. Rodriguez, T. Colonius, S.H. Bryngelson. Comp. Phys. Commun., 302, 109238 (2024). DOI: 10.1016/j.cpc.2024.109238
  15. B. van Leer, J. Comp. Phys., 32 (1), 101 (1979)
  16. S.S. Khrapov, A.V. Khoperskov. Supercomp. Frontiers and Innovations, 11 (3), 27 (2024). DOI: 10.14529/jsfi240302
  17. Э.А. Ковач, С.А. Лосев, А.Л. Сергиевская, Н.А. Храпак. Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 10, 332 (2010). http://chemphys.edu.ru/issues/2010-10/articles/332/
  18. E.F. Toro, M. Spruce, W. Speares. Shock Waves, 4 (1), 25 (1994)
  19. С. Храпов. Математическая физика и компьютерное моделирование, 28 (1), 60 (2025). https://mp.jvolsu.com/index.php/ru/component/ attachments/download/1223
  20. V. Radchenko, S. Khrapov, A. Khoperskov. in 2024 6th International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA). IEEE Xplore (Lipetsk, Russian Federation, 2024), p. 533. DOI: 10.1109/SUMMA64428.2024.10803831