Um modelo de dinâmica de gases rarefeitos com frequência de colisão variável

Abstract

Neste trabalho, uma versão recente do método de ordenadas discretas é usada na solução do chamado problema de salto de temperatura da dinâmica de gases rarefeitos, descrito por um modelo linearizado, com freqüência de colisão variável, da equação de Boltzmann. Duas abordagens de tratamento do problema são apresentadas, ditas escalar e vetorial, para o caso onde a freqüência de colisão é proporcional à magnitude do vetor velocidade. Resultados numéricos de excelente precisão são obtidos, para perturbação de temperatura, densidade e coeficiente de salto, com avaliação analítica e numérica da componente independente da variável espacial das soluções elementares, pela implementação de um algoritmo em linguagem FORTRAN da solução em ordenadas discretas.

In this work, a recent version of the discrete-ordinates method is used in the field of rarefied-gas dynamics, to solve a version of the temperature-jump problem that is based on a linearized, variable collision frequency model of the Boltzmann equation. Two different approaches are used, the so-called scalar and vector solutions, for the case where the collision frequency is proportional to the magnitude of the velocity. Accurate numerical results are obtained from the FORTRAN implementation of the developed solution, by using analytical and numerical spatial-independent components of the elementary solutions, for the temperature and density perturbations and the temperature-jump coefficient.