扭性 Treanor-Gordiets 等离子体中的超弹性加热：统一解析闭合模型

在热力学非平衡等离子体中，传统的谐振模型会显著误判超弹性电子加热速率。当振动温度超过气体温度时 ($T_{\rm v}>T_{\rm g}$)，这些模型会低估能量传递，低估几个倍；反之，当气体温度大于振动温度时 ($T_{\rm g}>T_{\rm v}$)，则会高估加热。我们指出，这一差异源于忽略了扭性 Treanor-Gordiets 分布中高占据、高能态的指数式加热，以及在高气体温度下的热力学去占据。为解决此问题，我们基于详细平衡条件和二阶 Dunham 展开推导了闭合形式的、热力学一致的宏观闭合模型。该统一框架引入了解析扭性修正因子，捕捉振动-振动 (V-V) 泵升与振动-平移 (V-T) 松弛之间的动力学竞争。通过预测 Treanor 最小值，该模型恢复了完整的状态到状态动力学基准的精度。最终，本模型为非平衡环境中电子与激发态之间的热量交换提供了控制方程——包括等离子体辅助燃烧和高超声速流动——从而 enables 开发用于宏观流体求解器的准确、受速率限制的简化模型。