Файл: Филиппов Б.В. Аэродинамика тел в верхних слоях атмосферы.pdf

- 45 -

здесь определяются через функцию распределе­ ния набегающего потока. Соотношение (40) выражает собой условие

ЭЦВМ индикатрисы рассеяния основных характеристик обмена для случая взаимодействия максвелловского пучка. На рис.3 приведены

Ч А С Т Ь П ОБТЕКАНИЕ ТЕЛ СИЛЬНО РАЗРЕЖЕННОЙ ПЛАЗМОЙ

Введение

На высотах 800-1000 км влияние плазменной компоненты на аэродинамические характеристики движущихся в ионосфере тел становится существенным. Кроме того, для изучения вопросов

раосеяния электромагнитных волн в окресгносги объектов необхо­ димо знать параметры плазменного потока. Все это делает зада­ чи обтекания тел сильно разреженной плазмой важными для прак­ тики, а наличие сложной нелинейной системы уравнений, описы­ вающей такие течения, - трудными и теоретически интересными.

Обычно принимается, что в отсутствие возмущения телом плазма находится в термодинамическом равновесии (покомпонент­ но) и описывается максвелловской функцией распределения. В ус­ ловиях динамического квазистационарного состояния ионосферы, когда имеются высокознергегические потоки излучения (фотон­ ного и корпускулярного),такого равновесия может и не быть.

Плазменные задачи существенно сложнее задач обтекания тел газом из нейтральных частиц. Их специфические особенности

вследующем:

1. Силовое взаимодействие тела с потоком происходит не только при непосредственном столкновении частиц с поверхностью, но и через электромагнитное поле, порождаемое присутствием тола. Поэтому при отыскании аэродинамических коэффициентов

- 48 -

теоремы об изменении имлульоа и момента количества движения газовой системы в общем случае приходится записывать не на

ствия нейтральных частиц и в нужном диапазоне энергий в нас­ тоящее время экспериментально не изучены.

Так как длины свободного пробега частиц в интересующих нао условиях намного превышают характерные размеры тела, то макроскопический способ описания является уже недостаточным. Как и в случае нейтральных газов, состояние возмущенной сре­ ды приходится описывать на уровне одночастичной функции рас­ пределения. Это сразу же порождает серьезные ограничения в смысле применения машинных методов расчета, так как функция распределения в общем случае зависит от сени переменных.

Основными уравнениями, описывающими эволюцию плазмы в возмущенной области в условиях свободномолекулярного обтека­ ния, являются уравнения Власова [33] для одночастичных функций распределения различных компонент совместно с микроскопически­ ми уравнениями Максвелла, в которых плотности заряда и тока определяются через функции распределения заряженных частиц:

- 50 -

(51)

i <цп<в>

(52)

1 ( S ) (4n<°)

где (49) - граничные уоловия для набегающего потока, которые определяется маковелловокими функциям распределения и функ­

ности тела, выражающие зависимость отраженного потока от на­

тоянства заряда диэлектрической и проводящей поверхностей в отационарных задачах.

и параметры плазмы. В приведенной постановке задача трудна и не поддаетоя непосредственному решению. Разработке методов