摘要：

对高超音速激波中一氧化氮（NO）红外辐射的最新测量表明，该光谱区域可能为非平衡流化学提供重要信息。本研究针对此类实验数据解析中需考虑的基态NO振动态空间分布建模问题，从若干基础层面展开探讨。采用直接模拟蒙特卡洛（DSMC）方法，分析了圆柱体（地面测量可用试验件）高超音速稳态滞止区、膨胀区和尾流区流动特性。基于准经典轨迹法推导的NO-O体系（该体系是NO最重要的振动弛豫机制）弛豫截面研究表明：相较于O2-O体系，其更快的弛豫速率导致流动膨胀区NO分子振动温度显著降低，最大降幅近400K。我们提出新型碰撞辐射模型，通过碰撞与辐射过程表征NO振动态的态-态跃迁，并对比了将该模型直接嵌入DSMC计算、与采用叠加拟稳态近似及玻尔兹曼分布假设时获得的NO振动态布居数差异。最后，基于上述振动态布居数开展辐射模拟，定量分析了采用玻尔兹曼与非玻尔兹曼分布假设时NO振动态布居数对发射光谱的影响差异。

示意图显示了在一个圆柱体上的高超音速流动的重要流动特征。流宏参数将在后面的图中沿A、B和C线显示。

发布期刊：JOURNAL OF THERMOPHYSICS AND HEAT TRANSFER

全文链接：https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/1.T7111