Shock wave and centered rarefaction fan in Noble–Abel gas

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Planar supersonic flows of inviscid gas, obeyed the Abel – Noble (AN) equation of state, are considered. Formulas connecting flow parameters of considered gas before and after shock wave are obtained. Solution of Prandtl–Meyer problem for flow of AN gas in centered rarefaction fan is constructed. Critical values of velocity vectors turn angle in oblique shock wave and rarefaction fan are found. Comparisons with corresponding solution for perfect gas are given.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. A. Brutyan

Central Aerohydrodynamic Institute named after N.E. Zhukovsky; Moscow Institute of Physics and Technology

Author for correspondence.
Email: murad.brutyan@tsagi.ru
Russian Federation, Zhukovsky; Dolgoprudny

U. G. Ibragimov

Central Aerohydrodynamic Institute named after N.E. Zhukovsky

Email: umar.ibragimov94@yandex.ru
Russian Federation, Zhukovsky

M. A. Meniailov

Central Aerohydrodynamic Institute named after N.E. Zhukovsky

Email: mickmenn@yandex.ru
Russian Federation, Zhukovsky

References

  1. Neron L., Saurel R. Noble–Abel first-order virial equations of state for gas mixtures resulting of multiple condensed reactive materials combustion // Phys. Fluids, 2021, vol. 93, pp. 3090–3097.
  2. Moore F. Approximate Methods for Weapon Aerodynamics. AIAA Pub., 2000. 464 p.
  3. Brutyan M.A., Ibragimov U.G., Meniailov M.A. Self-similar flows of the Abel–Noble gas in a planar diffuser // Proc. of MIPT, 2023, vol. 15, no. 3, pp. 133–143. (in Russian)
  4. Banks J.W. On exact conservation for the euler equations with complex equations of state // Commun. in Comput. Phys., 2010, vol. 8, pp. 995–1015.
  5. Dumbser M, Casulli V. A conservative, weakly nonlinear semi-implicit finite volume scheme for the compressible Navier–Stokes equations with general equation of state // Appl. Math.&Comput., 2016, vol. 272, pt. 2, pp. 479–497.
  6. Tang X., Dzieminska E., Hayashi A.K. A preliminary discussion of the real gas effect on the isentropic expansion inlet boundary conditions of high-pressure hydrogen jets // Sci.&Technol. of Energetic Mater., 2019, vol. 80, no. 4, pp. 150–158.
  7. Menikoff R., Plohr B.J. The Riemann problem for fluid flow of real materials // Rev. of Modern Phys., 1989, vol. 61, no. 1, pp. 75–130.
  8. Radulescu M.I. Compressible flow in a Noble–Abel stiffened gas fluid // Phys. Fluids, 2020, vol. 32, 056101, pp. 1–5.
  9. Zifeng Weng, Remy Mevel, Chung K. Law. On the critical initiation of planar detonation in Noble–Abel and van der Waals gas // Combust.&Flame, 2023, vol. 255, pp. 112890. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2023.112890
  10. Gonzales C.A.Q., Pizzuti L., Costa F. Propagation of combustion waves in Noble–Abel gases // 20th Int. Congr. of Mechanical Engineering. Nov. 15–20, 2009. Gramado, Brazil. pp. 1–10.
  11. Shih-I Pai. Introduction to the theory of compressible flow // Literary Licensing, LCС, 2013, pp. 1–400.
  12. Johnston I.A. The Noble–Abel Equation of State: Thermodynamic Derivations for Ballistics Modeling. Edinburgh, South Australia: DSTO, 2005.
  13. Petrik G.G. Problems of low-parameter equations of state // J. of Phys.: Conf. Ser., 2017, vol. 891, art. no. 012328. https://doi.org/10.1088/1742-6596/891/1/012328
  14. Brutyan M.A. Foundation of Transonic Aerodynamics. Moscow: Nauka, 2017. 175 p. (in Russian)
  15. Landau L.D., Lifshitz E.M. Fluid Mechanics. Moscow: Nauka, 1986. 735 p. (in Russian)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Family of shock adiabats (solid line) and isentropes (dashed line); 1) – ; 2) – ; 3) –

Download (54KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Maximum value of the ratio ρ2 / ρ1 in the shock adiabat (solid line) and in the isentrope (dashed line)

Download (37KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Flow diagram in the case of an oblique shock wave

Download (15KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Velocity diagram for oblique shock wave of gas compression AN: 1) – ; 2) – ; 3) – ; 4) – ; 5) – ; 6) –

Download (63KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Dependence of the flow rotation angle on the shock wave inclination angle: 1) – ; 2) – ; 3) – ; 4) – ; 5) – ; 6) – ; 7) – line corresponding to the value M=1 behind the shock

Download (80KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Flow diagram in a centered rarefaction wave

Download (32KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Dependence of the angle of rotation of the velocity vector in the centered rarefaction wave of gas AH, 1) – b* = 0; 2) – b* = 0.1; 3) – b* = 0.2; 4) – b* = 0.3; 5) – b* = 0.4; 6) – b* = 0.5

Download (222KB)
Indexing metadata

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».