свободномолекулярное течение

свободномолекуля́рное тече́ние — течение разреженного газа, в котором длина свободного пробега молекул значительно больше характерного линейного размера тела. В этом случае определяющую роль играют столкновения молекул с поверхностью тела, а межмолекулярные столкновения можно не учитывать; в С. т. Кнудсена число Kn→∞ (см. Разреженных газов динамика). В С. т. при отсутствии внешних сил функция распределения молекул по скоростям f(r, v, t) не изменяется вдоль прямолинейных траекторий их движения (ν — скорость молекулы, r — её радиус-вектор, t — время).

При взаимодействии С. т. с летательным аппаратом на элемент dS его поверхности действует сила, равная P_i + P_r, а тепловой поток к dS равен E_i-E_r, где P_i, E_i — суммарные импульс и поток энергии налетающих молекул P_r, E_r — реакция полного импульса и поток энергии молекул, отражённых от dS. В стационарном случае на dS «выпуклого» летательного аппарата налетают молекулы только из невозмущенных областей течения с известной (так называемой максвелловской) функцией распределения f_∞. По f_∞ в явном виде вычисляются P_i, E_i, величины P_r, E_r выражаются через P_i, E_i и коэффициенты аккомодации нормального (α_n) и тангенциального (α_τ) импульсов и энергии (α_P, α_E). Если P_i, E_i, αn, α_τ, α_P, α_E известны, то местные силы и тепловые потоки определены и аэродинамические характеристики находятся интегрированием по поверхности летательного аппарата.

На вогнутые участки поверхности летательного аппарата налетают также молекулы, отражённые от некоторых частей поверхности, с неизменной, удовлетворяющей интегральному уравнению функцией распределения f_r, а потоки молекул с функцией распределения f_∞ могут частично экранироваться. Для аэродинамического расчёта летательного аппарата сложной формы в С. т. применяется численный метод статистических испытаний. Знание f_r необходимо также для расчёта поля С. т.

Литература:
См. при статье Разреженных газов динамика.

В. С. Галкин.