ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ КРИТЕРИЙ НЕЙТРАЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ УДАРНЫХ ВОЛН В ГИДРОДИНАМИКЕ И ЕГО СЛЕДСТВИЯ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Показано, что критерий Конторовича нейтральной устойчивости релятивистских ударных волн (релятивистский аналог критерия Дьякова–Конторовича в классической гидродинамике), после исключения производной вдоль ударной адиабаты Тауба–Гюгонио с использованием соотношений на релятивистском ударно-волновом разрыве, сводится к ограничению на изоэнтальпийную производную внутренней энергии по удельному объему в системе покоя: p>-∂ϵ∂vω>p0. Полученная формулировка справедлива и в классической гидродинамике. Выведены следствия данной формулировки для ударных волн с однофазным и двухфазным конечными состояниями в среде с фазовым переходом первого рода. Показано влияние параметра Риделя и изохорной теплоемкости на реализуемость нейтрально устойчивых ударных волн. В модельной постановке задачи исследовано влияние локальной термодинамической неравновесности на затухание возмущений нейтрально устойчивой ударной волны.

Об авторах

А. В. Конюхов

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: konyukhov_av@mail.ru
Россия, 125412, Москва

Список литературы

  1. S. P. D’yakov, The Stability of Shockwaves: Investigation of the Problem of Stability of Shock Waves in Arbitrary Media, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 27, 288 (1954).
  2. V. M. Kontorovich, Concerning the Stability of Shock Waves, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 33, 1525 (1957).
  3. J. J. Erpenbeck, Stability of Step Shocks, Phys. Fluids 5, 1181 (1962); doi: 10.1063/1.1706503.
  4. V. M. Kontorovich, Stability of Shock Waves in Relativistic Hydrodynamics, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 34, 186 (1958).
  5. P. V. Tytarenko and V. I. Zhdanov, Existence and Stability of Shock Waves in Relativistic Hydrodynamics with General Equation of State, Phys. Lett. A 240, 295 (1998); doi: 10.1016/S0375-9601(97)00973-0.
  6. I. V. Lomonosov, V. E. Fortov, K. V. Khishchenko, and P. R. Levashov, Shock Wave Stability in Metals, AIP Conf. Proc. 505, 85 (2000); doi: 10.1063/1.1303427.
  7. I. V. Lomonosov, V. E. Fortov, K. V. Khishchenko, and P. R. Levashov, Theoretical Investigation of Shock Wave Stability in Metals, AIP Conf. Proc. 706, 91 (2004); doi: 10.1063/1.1780191.
  8. I. V. Lomonosov and N. A. Tahir, Theoretical Investigation of Shock Wave Stability in Metals, Appl. Phys. Lett. 92, 101905 (2008).
  9. M. Mond and I. M. Rutkevich, Spontaneous Acoustic Emission from Strong Ionizing Shocks, J. Fluid Mech. 275, 121 (1994).
  10. M. Mond and I. M. Rutkevich, Spontaneous Acoustic Emission from Strong Shocks in Diatomic Gases, J. Fluid Mech. 14, 1468 (2002); doi: 10.1063/1.1458005.
  11. G. Russo, Some Remarks on the Stability of Shock Waves, Meccanica 25, 83 (1990); doi: 10.1007/BF01566206.
  12. J. Bates and D. Montgomery, The D’yakov–Kontorovich Instability of Shock Waves in Real Gases, Phys. Rev. Lett. 84, 1180 (2000); doi: 10.1103/PhysRevLett.84.1180.
  13. A. V. Konyukhov, A. P. Likhachev, V. E. Fortov, S. I. Anisimov, and A. M. Oparin, On the Neutral Stability of a Shock Wave in Real Media, JETP Lett. 90, 18 (2009); doi: 10.1134/S0021364009130050.
  14. N. Wetta, J.-C. Pain, and O. Heuz´e, D’yakov–Kontorovitch Instability of Shock Waves in Hot Plasmas, Phys. Rev. E 98 , 033205 (2018); doi: 10.1103/PhysRevE.98.033205.
  15. C. Huete and M. Vera, D’Yakov–Kontorovich Instability in Planar Reactive Shocks, J. Fluid Mech. 879, 54 (2019); doi: 10.1017/jfm.2019.942.
  16. C. Huete, F. Cobos-Campos, E. Abdikamalov, and S. Bouquet, Acoustic Stability of Nonadiabatic HighEnergy-Density Shocks, Phys. Rev. Fluids 5, 113403 (2020); doi: 10.1103/PhysRevFluids.5.113403.
  17. G. R. Fowles, Stimulated and Spontaneous Emission of Acoustic Waves from Shock Fronts, Phys. Fluids 24, 220 (1981); doi: 10.1063/1.863369.
  18. A. M. Anile and G. Russo, Linear Stability for Plane Relativistic Shock Waves, Phys. Fluids 30, 1045 (1987); doi: 10.1063/1.866302.
  19. G. Russo and A. M. Anile, Stability Properties of Relativistic Shock Waves: Basic Results, Phys. Fluids 30, 2406 (1987).
  20. G. Russo, Stability Properties of Relativistic Shock Waves: Applications, Astrophys. J. 334, 707 (1988); doi: 10.1086/166872.
  21. A. H. Taub, Relativistic Rankine–Hugoniot Equations, Phys. Rev. 74, 328 (1948); doi: 10.1103/PhysRev.74.328.
  22. J. L. Synge, The Relativistic Gas, Series in Physics, North-Holland Publ. Comp. (1957).
  23. K. A. Bugaev and M. I. Gorenstein, Relativistic Shocks in Baryonic Matter, J. Phys. G: Nucl. Phys. 13, 1231 (1987).
  24. K. A. Bugaev, M. I. Gorenstein, B. K¨ampfer, and V. I. Zhdanov, Generalized Shock Adiabatics and Relativistic Nuclear Collisions, Phys. Rev. D 40, 2903 (1989); doi: 10.1103/PhysRevD.40.2903.
  25. A. V. Konyukhov, A. P. Likhachev, and V. E. Fortov, Behavior of Relativistic Shock Waves in Nuclear Matter, High. Temp. 53, 622 (2015); doi: 10.1134/S0018151X15050181.
  26. J. Cleymans, R. V. Gavai, and E. Suhonen, Quarks and Gluons at High Temperatures and Densities, Phys. Rep. 130, 217 (1986); doi: 10.1016/0370-1573(86)90169-9.
  27. B. E. Poling, J. M. Prausnitz, and J. P. O’Connell, Properties of Gases and Liquids, McGraw-Hill Education (2001).
  28. М. Д. Вайсман, Термодинамика парожидкостных потоков, Энергия. Ленинградское отделение, Москва (1977).
  29. A. G. Kulikovskii, A. T. Il’ichev, A. P. Chugainova, and V. A. Shargatov, On the Structure Stability of a Neutrally Stable Shock Wave in a Gas and on Spontaneous Emission of Perturbations, J. Exp. Theor. Phys. 131, 481 (2020); doi: 10.1134/s1063776120090186.
  30. A. G. Kulikovskii, A. T. Il’ichev, A. P. Chugainova, and V. A. Shargatov, Spontaneously Radiating Shock Waves, Doklady Physics 64, 293 (2019); doi: 10.1134/s1028335819070036.
  31. C. S. Gardner, Comment on Stability of Step Shocks, Phys. Fluids 6, 1366 (1963); doi: 10.1063/1.1706917.
  32. N. M. Kuznetsov, The Theory of Shock-Wave Stability, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 88, 470 (1985).
  33. N. M. Kuznetsov, Stability of Shock Waves, Sov. Phys. Usp. 32, 993 (1989); doi: 10.1070/PU1989v032n11ABEH002777.
  34. G. R. Fowles and A. F. P. Houwing, Instabilities of Shock and Detonation Waves, Phys. Fluids 27, 1982 (1984); doi: 10.1063/1.864853.
  35. A. V. Konyukhov, A. P. Likhachev, V. E. Fortov, S. I. Anisimov, and A. M. Oparin, Stability and Ambiguous Representation of Shock Wave Discontinuity in Thermodynamically Nonideal Media, JETP Lett. 90, 25 (2009); doi: 10.1063/1.3295149.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

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».