ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОДНОМЕРНЫХ ВОЛНОВЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ В НЕОДНОРОДНОМ ГАЗЕ ПРИ ПРОИЗВОЛЬНЫХ ПЛОТНОСТЯХ
Шахов Д.В., Верещагин Д.А.
Научный руководитель: Лебле Сергей Борисович, профессор, д.ф.м.н., профессор кафедры теоретической физики КалГУ
Калининградский Государственный Университет, г. Калининград, Россия
В работе рассматривается задача о вертикальном распространении звука в экспоненциально стратифицированной атмосфере при произвольных плотностях. Движения газа описывается линеаризованным уравнением БГК
для неравновесной добавки
В работе
[1] для этого случая получена система интегральных уравнений вида:,
.
Где функции ,
и
известны [1], явный
вид их здесь не приводится из-за громоздкости.
Неизвестные и
связаны с моментами
функции распределения
соотношением:
.
Параметр функционально зависит от
, для
него можно получить
.
Явные соотношения для ,
и
могут быть еще более упрощены и унифицированы с
помощью новой
вспомогательной функции
:
.
Например,
. Здесь
,
,
-
соответственно, безразмерные ускорение
свободного падения, частота
столкновений и частота колебаний плоскости.
При численном решении системы интегральных уравнений для моментов
возникает необходимость численного
интегрирования быстроосциллирующих функций.
Мы предлагаем использовать в
таком случае дающую более
точные результаты квадратурную
формулу, которая для произвольного (в том числе
и переменного) шага имеет вид:
,
где - узлы, а
- веса квадратурной
формулы.
Полученные результаты (численного
решения системы уравнений и
)
использовались для расчета
давления
и коэффициента затухания
. Выражения
для
и
в одномерном случае имеет вид
,
,
где - плотность энергии волны.
Литература:
[1] Верещагин Д. А., Лебле С. Б., Щекин А. К. Распространение граничного режима в стратифицированном газе при произвольных числах Кнудсена // ЖПМТФ, 1993. №5. С.70-79.
e-mail: asf@asf.e-burg.ru