Redistribution of mass during penetration of a non-uniform cloud into an accelerating gas layer

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The unsteady axisymmetric motion of an ideal perfect gas is numerically simulated, arising from the interaction of a spherical cloud with a gas layer that was initially in gravitational equilibrium in a constant gravitational field. The cloud matter is considered to contain an impurity, the particles of which serve as markers and do not affect the motion of the medium. It has been established that the most massive central part of the condensation is deeply immersed inside the layer, while the parameters of the cumulative jet significantly depend on the gas density at the periphery of the cloud. Under the assumption that the impurity substance is optically thin to radiation, the intensity distribution in the picture plane is determined and the direction of the maximum intensity value is revealed.

Full Text

Restricted Access

About the authors

K. V. Krasnobaev

Lomonosov Moscow State University; Space Research Institute of the RAS (IKI)

Author for correspondence.
Email: kvk-kras@list.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. Zababakhin E.I., Nechaev M.N. Electromagnetic-field shock waves and their cumulation // JETP, 1958, vol. 6, no. 2, pp. 345–351.
  2. Zababakhin E.I. Cumulation and Instability. Snezhinsk: VNIITF Pub., 1998. 112 p. (in Russian)
  3. Andreev S.G., Babkin A.V., Baum F.A. et al. Physics of Explosion. Vol. 2 / ed. by Orlenko L.P. Moscow: Fizmatlit, 2002. 648 p. (in Russian)
  4. Lavrent’ev M.A. Cumulative charge and the principles of its operation // Uspekhi Mat. Nauk, 1957, vol. 12, no. 4(76), pp. 41–56.
  5. Lavrentiev M.A., Shabat B.V. Problems of Hydrodynamics and Their Mathematical Models. Moscow: Nauka, 1977. (in Russian)
  6. Gekle S., Gordillo J.M., Meer D., Lohse D. High-speed jet formation after solid object impact // Phys. Rev. Lett., 2009, vol. 102, pp. 034502.
  7. Gekle S., Peters I.R., Gordillo J.M., Meer D. et al. Supersonic air flow due to solid-liquid impact // Phys. Rev. Lett., 2010, vol. 104, pp. 024501.
  8. Williams H., Sprittles J., Padrino J., Denissenko P. Effect of ambient gas on cavity formation for sphere impacts on liquids // Phys. Rev. Fluids, 2022, vol. 7, pp. 094003.
  9. Tenorio-Tagle G., Franco J., Bodenheimer P., Rozyczka M. Collisions of high-velocity clouds with the Milky Way: the formation and evolution of large-scale structures // Astron. & Astrophys., 1987, vol. 179, pp. 219–230.
  10. Baranov V.B., Krasnobaev K.V. Hydrodynamic Theory of Space Plasma. Moscow: Nauka, 1977. 335 p.
  11. Spitzer L. (Jr.) Physical Processes in the Interstellar Medium. N.Y.: Wiley, 1978.
  12. Tielens A.G.G.M. The Physics and Chemistry of the Interstellar Medium. Cambridge: Univ. Press, 2005. 495 p.
  13. Shin M.-S., Stone J.M., Snyder G.F. The magnetohydrodynamics of shock–cloud interaction in three dimensions // The Astrophys. J., 2008, vol. 680, pp. 336–348.
  14. Yirak K., Frank A., Cunningham A.J. Self-convergence of radiatively cooling clumps in the interstellar medium // The Astrophys. J., 2010, vol. 722, pp. 412–424. https://doi.org/10.1088/0004-637X/722/1/412
  15. Goldsmith K.J.A., Pittard J.M. The interaction of a magnetohydrodynamical shock with a filament // Mon. Not. R. Astron. Soc., 2016, vol. 461, pp. 578–605. https://doi.org/10.1093/mnras/stw1365
  16. Kotova G.Yu., Krasnobaev K.V. Acceleration of a spherical neutral shell produced by an ionization–shock front in an inhomogeneous interstellar medium // Astron. Lett., 2009, vol. 35, no. 3, pp. 189–198.
  17. Pittard J.M. Tails of the unexpected: the interaction of an isothermal shell with a cloud // Mon. Not. R. Astron. Soc., 2011, vol. 411, pp. L41–L45.
  18. Deharveng L. , Schuller F., Anderson L.D. et al. A gallery of bubbles. The nature of the bubbles observed by Spitzer and what ATLASGAL tells us about the surrounding neutral material // Astron. & Astrophys., 2010, vol. 523, pp. 1–135.
  19. Krasnobaev K.V., Kotova G.Yu., Tagirova R.R. Two-dimensional perturbations of the accelerated motion of inhomogeneous gas layers and shells in the interstellar medium // Astron. Lett., 2015, vol. 41, no. 3–4, pp. 104–113.
  20. Kotova G.Yu., Krasnobaev K.V. Interaction of an accelerating layer with a cloud: formation of tails and cumulative jets // Mon. Not. R. Astron. Soc., 2020, vol. 492, pp. 2229–2235 .
  21. Kotova G.Yu., Krasnobaev K.V. Hydrodynamic instabilities in the models of the formation of young stellar objects // Fluid Dyn., 2022, vol. 57, suppl. 1, pp. S26–S34.
  22. Golubev V.V. Studies on the Theory of Liquid Jet Impact and Some of Its Applications. Moscow: MSU Pub., 1975.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Scheme of clot penetration into the layer. Dashed line – contact gap.

Download (9KB)
3. Fig. 2. Isochores of the medium (top) and impurity (bottom) at time t = 2; Ad = 20, Bd = –0.5.

Download (46KB)
4. Fig. 3. Isochores of the medium (top) and impurity (bottom) at time t = 8; Ad = 20, Bd = –0.5.

Download (40KB)
5. Fig. 4. Isochores of the impurity at the stage of formation of the cumulative jet at times t = 10, 12, 14 (Ad = 20, Bd = –0.5).

Download (41KB)
6. Fig. 5. Coordinate xʹ in the picture plane.

Download (8KB)
7. Fig. 6. Dependence Iν(xʹ) at the stage of cavity formation. Dashed line – intensity distribution at t = 0.

Download (20KB)
8. Fig. 7. Dependence Iν(xʹ) at the stage of jet formation.

Download (17KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».