Перенос резонансного излучения в газовых средах с нестационарной кинетикой

Обзор посвящен численному моделированию переноса линейчатого излучения в газовых средах, обладающих 3D геометрией, и в условии нестационарной кинетики возбуждения и ионизации. Скоростные уравнения баланса населенностей многоуровневого атома определяются прямыми и обратными ударно-радиационными процессами. При этом вероятности вынужденных процессов фотовозбуждения в любой точке газовой среды зависят от средней по телесным углам и частоте интенсивности излучения. Эта средняя интенсивность складывается из интенсивности внешнего излучения, которое, распространяясь в среде, поглощается атомами, и собственного излучения, формируемого внутренними источниками фотонов. Математическая постановка задачи ударно-радиационной кинетики принимает вид системы интегро-дифференциальных уравнений. Вычисление трехкратного интеграла по частотной и угловым переменным проводится дискретно-разностными методами с помощью приема дискретизации объема на прицельные плоскости. В результате разработанных уникальных приемов, методов и вычислительных алгоритмов задача Коши для системы интегро-дифференциальных уравнений сводится к системе обыкновенных дифференциальных уравнений, которая затем решается численно методами Адамса и Гира. Приводятся результаты моделирования определенного класса задач кинетики фотовозбуждения и свечения газов под действием внешнего излучения. Выполненные исследования дополняют астрофизическую теорию переноса излучения, а также вносят значительный вклад в развитие спектроскопических методов диагностики излучающих газов и плазмы.