Рассмотрена нелинейная динамика неустойчивых звуковых волн в неравновесном колебательно-возбужденном газе с учетом вязкости, теплопроводности, химических реакций и произвольных зависимостей времени релаксации, функций нагрева и охлаждения от плотности и температуры. Построена численная модель и разработан программный комплекс, основанный на газодинамических методах сквозного счета CSPH-TVD/MUSCL, для исследования линейной и нелинейной стадии развития акустической неустойчивости в неравновесном химически активном газе с различными моделями времени релаксации, нагрева и охлаждения. Численная модель обладает высоким пространственным разрешением и имеет второй порядок точности. Исследовано влияние химической активности в неравновесном колебательновозбужденном газе на нелинейную динамику акустической неустойчивости. Показано, что учет химических реакций в неравновесном газе приводит к усилению акустической неустойчивости и в результате на конечной нелинейной стадии формируются ударно-волновые импульсы более высокой интенсивности и с большим пространственным масштабом. Исследована структура и устойчивость ударных волн (УВ) различной интенсивности. Показано, что ударные волны в неравновесном колебательно-возбужденном газе оказываются неустойчивыми, то есть за фронтом УВ происходит генерация неустойчивых возмущений, амплитуда которых с течением времени нарастает, достигая нелинейного насыщения.

The nonlinear dynamics of unstable sound waves in a nonequilibrium vibrationally excited gas is considered, taking into account viscosity, thermal conductivity, chemical reactions and arbitrary dependences of the relaxation time, heating and cooling functions on density and temperature. A numerical model has been constructed and a software package has been developed, based on the gas-dynamic methods of end-to-end calculation CSPH-TVD/MUSCL, to study the linear and nonlinear stages of the development of acoustic instability in a nonequilibrium chemically active gas with different models of relaxation, heating and cooling times. The numerical model has high spatial resolution and second order accuracy. The influence of chemical activity in a nonequilibrium vibrationally excited gas on the nonlinear dynamics of acoustic instability has been studied. It is shown that taking into account chemical reactions in a nonequilibrium gas leads to an increase in acoustic instability and, as a result, at the final nonlinear stage, shock wave pulses of higher intensity and with a larger spatial scale are formed. The structure and stability of shock waves (SW) of various intensities have been studied. It is shown that shock waves in a nonequilibrium vibrationally excited gas turn out to be unstable, i.e. SW the shock front, unstable disturbances are generated, the amplitude of which increases over time, reaching nonlinear saturation