Применение полигауссовских случайных процессов к моделированию обтекания шероховатой поверхности потоком разреженного газа

Аннотация

Исследованы свойства полигауссовской модели случайной шероховатой поверхности, влияющие на ее аэродинамические характеристики в потоке разреженного газа. Представление распределения вероятностей в виде смеси нормальных распределений позволило вывести аналитические выражения факториальных моментов числа выходов за уровень, играющих ключевую роль при нахождении функции рассеяния атомов газа на поверхности и коэффициентов обмена импульсом и энергией. Рассмотрен также важный частный случай полигауссовских процессов - сферически-симметричные случайные процессы, для которых условия удается записать в более простом виде. Найдены асимптотические оценки для характеристик выбросов за высокий уровень, отвечающие случаю слабо шероховатой поверхности. Полученные результаты позволяют оценить влияние шероховатости поверхности на характер течения газа вблизи поверхности в сопоставлении с гауссовской моделью шероховатости.

Ключевые слова:

течение разреженного газа, взаимодействие газа с поверхностью, полигауссовская модель шероховатости