A BGK model for high temperature rarefied gas flows - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2019

A BGK model for high temperature rarefied gas flows

Résumé

High temperature gases, for instance in hypersonic reentry flows, show complex phenomena like excitation of rotational and vibrational energy modes, and even chemical reactions. For flows in the continuous regime, simulation codes use analytic or tabulated constitutive laws for pressure and temperature. In this paper, we propose a BGK model which is consistent with any arbitrary constitutive laws, and which is designed to make high temperature gas flow simulations in the rarefied regime. A Chapman-Enskog analysis gives the corresponding transport coefficients. Our approach is illustrated by a numerical comparison with a compressible Navier-Stokes solver with rotational and vibrational non equilibrium. The BGK approach gives a deterministic solver with a computational cost which is close to that of a simple monoatomic gas.
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Dates et versions

hal-01722873 , version 1 (05-03-2018)
hal-01722873 , version 2 (26-06-2019)
hal-01722873 , version 3 (22-10-2019)
hal-01722873 , version 4 (12-03-2020)

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Citer

Céline Baranger, Gentien Marois, Jordane Mathé, Julien Mathiaud, Luc Mieussens. A BGK model for high temperature rarefied gas flows. 2019. ⟨hal-01722873v2⟩
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