基于第二粘性的Navier-Stokes方程组求解正激波结构

作者：李馨东; 赵英奎; 胡宗民; 姜宗林

来源：计算物理, 2020, 37(05): 505-513.

DOI：10.19596/j.cnki.1001-246x.8121

• Navier-Stokes方程
• Stokes假设
• 第二粘性
• 体积粘性
• 正激波结构

为考察气体第二粘性(体积粘性)对正激波内部流动的影响机制,数值求解含第二粘性的一维Navier-Stokes方程组.结果表明:第二粘性对激波内部的密度、热流和能量分布等物理量具有抹平效应,导致热流和熵流的峰值减小、激波厚度增加,体积粘性耗散的增加使得一部分机械能转化为内能;考虑第二粘性所计算的密度分布和激波厚度大为改善,与实验数据吻合较好;当马赫数为1.2≤Ma≤10,激波内部的Knudsen数满足0.12≤Kn≤0.4,对于马赫数Ma≤4.0的激波内部流动,考虑第二粘性的连续流Navier-Stokes方程组能够准确地模拟正激波结构.

• 单位
  中国科学院力学研究所; 北京应用物理与计算数学研究所