Vibrational relaxation of CO molecules taking into account resonant VE-transition

Abstract

Мишина Алена Игоревна Колебательная релаксация молекул CO с учетом резонансного VE-обмена Научный руководитель: Профессор, д.ф.-м.н., Кустова Елена Владимировна Механика и математическое моделирование Молекулярно-кинетическая теория жидкости и газа

Цель работы — исследование влияния VE обменов колебательной энергией между электронными термами на процесс колебательной релаксации молекул газа CO в приближении поуровневой кинетики. Рассматривается релаксация газа, находящегося в изолированной системе, а также неравновесное течение в сопле. В задаче о пространственно-однородной релаксации газа с электронным возбуждением были получены следующие результаты: если не учитывать VE процессы, то происходит неверная оценка числовых плотностей для каждого электронного уровня, однако для основного электронного состояния ошибка незначительна; также VE обмены качественно влияют на зависимость колебательной температуры от времени. В рамках задачи о течении газа в сопле была проведена оценка влияния резонансных VE процессов, реакций диссоциации и рекомбинации на формирование неравновесных распределений и поведение колебательной температуры. Было установлено, что учет процессов диссоциации и рекомбинации снижает влияние VE обменов на колебательные заселенности. Зависимость колебательной температуры, рассчитанной при учете VE процессов, может проявлять немонотонный характер. Все полученные результаты являются новыми. Список литературы содержит 17 источников.

Мишина А.И. Колебательная релаксация молекул CO с учетом резонансного VE-обмена: магистерская дис.: защищена 07.06.2016 / Мишина Алена Игоревна. – СПб, 2016. – 56 с. – Библиогр.: с. 55.

Alena Mishina Vibrational relaxation of CO molecules taking into account resonant VE-transition Scientific supervisor: PhD, Professor Elena Kustova Mechanics and mathematical modeling. Molecular kinetic theory of fluids and gases.

In this paper influence of VE exchanges of vibrational energy between electronic states on the vibrational relaxation in CO gas is studied using state-to-state kinetics approach. Two problems are considered: relaxation of a gas in the isolated system and non-equilibrium flow in the nozzle. In the case of spatially-uniform relaxation of electronically excited CO the following results were obtained: if one neglects VE exchanges then there is an incorrect assessment of the numerical density for each electron level, however, the error is negligible for the main electronic state. Also VE exchanges qualitatively affect the time dependence of the vibrational temperature. Within the problem of gas flow in the nozzle the influence of resonant VE processes and dissociation and recombination on the formation of non-equilibrium vibrational distributions and on the behaviour of the temperature is evaluated. It has been found out that dissociation and recombination processes reduce the influence of VE exchanges on the vibrational population. The dependence of the vibrational temperature, calculated taking into account the VE processes can be non-monotonic. The obtained results are new. The list of references contains 17 items.

Mishina A. I. Vibrational relaxation of CO molecules taking into account resonant VE-transition: a master's thesis: presented 07.06.2016 / Mishina Alena Igorevna. – SPb, 2016. – 56 p. – Bibliogr.: p. 55.