Necessary Conditions for Development of Inviscid Instabilities in a Vibrationally Excited Dissociating Gas

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

For a plane flow of a vibrationally excited dissociating diatomic gas the necessary conditions of the existence of growing (neutral) inviscid perturbations, similar to the Rayleigh criterion of a “generalized” inflection point, are obtained. The corresponding formulas are presented for cases with a certain physical interpretation. In particular, the model of a vibrationally excited one-component gas is considered as the initial stage of thermal dissociation, as well as a wide spread model with one dissociation-recombination reaction. The case of a binary molecular-atomic mixture with a vibrationally excited molecular component and a “frozen” gas-phase dissociation-recombination reaction is considered as an intermediate one. Comparative numerical calculations were carried out, which showed, in particular, that under conditions of developed dissociation, the use of the criterion of the “generalized” inflection point does not take into account the specifics of the process. The wave numbers and phase velocities of the I and II inviscid modes calculated on its basis may differ significantly from the results obtained using the new necessary condition.

About the authors

Yu. N. Grigoryev

Federal Research Center for Information and Computational Technologies

Author for correspondence.
Email: grigor@ict.nsc.ru
Russia, Novosibirsk

I. V. Ershov

Novosibirsk State Agrarian University

Author for correspondence.
Email: ivershov1969@gmail.com
Russia, Novosibirsk

References

  1. Lin C.C. The Theory of Hydrodynamics Stability. Cambridge: Univ. Press, 1955. 155 p.
  2. Drasin P.G., Reid G.H. Hydrodynamic Stability. Cambridge: Univ. Press, 2004. 605 p.
  3. Lees L. The Stability of the Laminar Boundary Layer in a Compressible Fluid. NACA Technical note, No. 1360. Washington: NACA, 1947. 169 p.
  4. Mack L.M. Boundary Layer Stability Theory. JPL Technical Rep., Document 900–277. Pasadena: California Instit. Technology, 1969. 272 p.
  5. Duck P.W., Erlebacher G., Hussaini M.Y. On the linear stability of compressible plane Couette flow // J. Fluid Mech., 1994, vol. 258, pp. 131–165.
  6. Grigoryev Yu.N., Ershov I.V. The linear stability of inviscid shear flow of vibrationally excited diatomic gas // JAMM, 2011, vol. 75, iss. 4, pp. 410–418.
  7. Grigor’ev Yu.N., Ershov I.V. Linear stability of the Couette flow of a vibrationally excited gas. 1. Inviscid problem // J. Appl. Mech.&Tech. Phys., 2014, vol. 55, no. 2, pp. 258–269.
  8. Shen S.F. Effect of chemical reaction on the inviscid criterion for laminar stability of parallel flows // Proc. 5-th Midwest. Conf. Fluid Mech. Ann Arbor., 1957, pp. 11–20.
  9. Gaponov S.A., Petrov G.V. Stability of the Boundary Layer of a Nonequilibrium Dissociating Gas. Novosibirsk: Nauka, 2013. 95 p. (in Russian)
  10. Grigoryev Yu.N., Gorobchuk A.G., Ershov I.V. Model of the boundary layer of a vibrationally excited dissociating gas // Thermophys. Aeromech., 2021, vol. 28, no. 5, pp. 635–647.
  11. Tricomi F. Differential Equations. Blackie & Son Limited, 1961. 326 p.
  12. Grigor’ev Yu.N., Ershov I.V. Asymptotic theory of neutral stability curve of the Couette flow of a vibrationally excited gas // J. Appl. Mech.&Tech. Phys., 2017, vol. 58, no. 1, pp. 1–16.
  13. Fikhtengolts G.M. Course of Differential and Integral Calculus. Vol. 1. Moscow: Fizmatlit, 2003. 680 p. (in Russian)
  14. Loitsyanskii L.G. Mechanics of Liquids and Gases. Oxford: Pergamon, 1966. 804 p.
  15. Grigor’ev Yu.N., Ershov I.V. Linear stability of the boundary layer of relaxing gas on a plate // Fluid Dyn., 2019, vol. 54, no. 3, pp. 295–307.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (52KB)

Copyright (c) 2023 Ю.Н. Григорьев, И.В. Ершов

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».