journal Вестник Объединенного института высоких температур Вестник ОИВТ РАН 2658-669X ОИВТ РАН 107 О нейтральной устойчивости ударных волн в двухфазной системе жидкость--пар On the neutral stability of shock waves in a two-phase liquid-vapor system Конюхов Андрей Викторович Konyukhov A.V. ОИВТ РАН Левашов Павел Ремирович Levashov P.R. ОИВТ РАН Лихачев Александр Павлович Likhachev A.P. ОИВТ РАН Объединенный институт высоких температур РАН (Москва, Россия) Москва, Россия Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia Объединенный институт высоких температур РАН (Москва, Россия) Москва, Россия Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia Объединенный институт высоких температур РАН (Москва, Россия) Москва, Россия Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia 29 11 2023 9 3 17 22

Показана связь критерия нейтральной устойчивости ударных волн в двухфазной системе жидкость--пар в условиях фазового равновесия с зависимостью давления насыщенного пара от температуры и с теплоемкостью при постоянном объеме. Типичные зависимости на основе метода соответственных состояний предсказывают выполнение критерия нейтральной устойчивости в двухфазной области для различных веществ. Эти условия реализуемы на участках специфичных для двухфазной области жидкость--пар ударных адиабат, имеющих участки с положительным наклоном в плоскости переменных. На примере широкодиапазонного уравнения состояния магния показано выполнение этого критерия на ударных адиабатах с начальным состоянием в двухфазной области жидкость--пар и проведен расчет эволюции плоского двумерного периодического возмущения ударной волны, показывающий ее устойчивость и слабое затухание вторичных волн.

The fulfillment of the criterion of neutral stability of shock waves in a two-phase liquid-vapor system under conditions of phase equilibrium is considered. It is shown that this criterion is related to the dependence of saturated vapor pressure on temperature and heat capacity at constant volume. Typical dependences predict the presence of a region of neutral stability in the two-phase region. Using the wide-range magnesium equation as an example, this criterion is shown to be fulfilled on shock adiabats with an initial state in the two-phase liquid-vapor region, and the evolution of a plane 2D periodic perturbation of a shock wave is calculated, showing its stability and weak damping of secondary waves.

 фазовый переход ударная волна устойчивость численное моделирование phase transition shock wave stability numerical simulation Kontorovich V. M. // Soviet Phys. JETP. — 1958. — Vol. 6. — P. 1525–1526 Kontorovich V. M. // Soviet Phys. JETP. — 1958. — Vol. 6. — P. 1525–1526 Fowles G. R. // Phys. Fluids. — 1981. — Vol. 24. — No. 2. — P. 220–227 Fowles G. R. // Phys. Fluids. — 1981. — Vol. 24. — No. 2. — P. 220–227 Kuznetsov N. M. // Zh. Eksp. Teor. Fiz. — 1985. — Vol. 88. — P. 470–486 Kuznetsov N. M. // Zh. Eksp. Teor. Fiz. — 1985. — Vol. 88. — P. 470–486 Erpenbeck J. J. // Phys. Fluids. — 1962. — Vol. 5. — No. 10. — P. 1181–1187 Erpenbeck J. J. // Phys. Fluids. — 1962. — Vol. 5. — No. 10. — P. 1181–1187 Bates J. W. // Phys. Fluids. — 2007. — Vol. 19. — No. 9. — P. 094102 Bates J. W. // Phys. Fluids. — 2007. — Vol. 19. — No. 9. — P. 094102 Kulikovskii A., Il'ichev A., Chugainova A., Shargatov V. // J. Exp. Theor. Phys. — 2020. — Vol. 131. — P. 481–495 Kulikovskii A., Il'ichev A., Chugainova A., Shargatov V. // J. Exp. Theor. Phys. — 2020. — Vol. 131. — P. 481–495 Wetta N., Pain J. C., Heuzé O. // Phys. Rev. E. — 2018. — Vol. 98. — No. 3. — P. 033205 Wetta N., Pain J. C., Heuzé O. // Phys. Rev. E. — 2018. — Vol. 98. — No. 3. — P. 033205 Lomonosov I. V., Fortov V. E., Khishchenko K. V., Levashov P. R. // AIP Conf. Proc. — 2000. — Vol. 505. — No. 1. — P. 85–88 Lomonosov I. V., Fortov V. E., Khishchenko K. V., Levashov P. R. // AIP Conf. Proc. — 2000. — Vol. 505. — No. 1. — P. 85–88 Lomonosov I. V., Fortov V. E., Khishchenko K. V., Levashov P. R. // AIP Conf. Proc. — 2004. — Vol. 706. — No. 1. — P. 91–94 Lomonosov I. V., Fortov V. E., Khishchenko K. V., Levashov P. R. // AIP Conf. Proc. — 2004. — Vol. 706. — No. 1. — P. 91–94 Mond M., Rutkevich I. // Archive of Applied Mechanics. — 2001. — Vol. 71. — P. 317–326 Mond M., Rutkevich I. // Archive of Applied Mechanics. — 2001. — Vol. 71. — P. 317–326 Bates J. W., Montgomery D. C. // Phys. Rev. Lett. — 2000. — Vol. 84. — No. 6. — P. 1180–1183 Bates J. W., Montgomery D. C. // Phys. Rev. Lett. — 2000. — Vol. 84. — No. 6. — P. 1180–1183 Konyukhov A. V., Likhachev A. P., Fortov V. E., Khishchenko K. V., Anisimov S. I., Oparin A. M., Lomonosov I. V. // Jetp Lett. — 2009. — Vol. 90. — P. 18–24 Konyukhov A. V., Likhachev A. P., Fortov V. E., Khishchenko K. V., Anisimov S. I., Oparin A. M., Lomonosov I. V. // Jetp Lett. — 2009. — Vol. 90. — P. 18–24 Mond M., Rutkevich I. // Phys. Fluids. — 2002. — Vol. 14. — No. 4. — P. 1468–1475 Mond M., Rutkevich I. // Phys. Fluids. — 2002. — Vol. 14. — No. 4. — P. 1468–1475 Huete C., Vera M. // J. Fluid Mech. — 2019. — Vol. 879. — P. 54–84 Huete C., Vera M. // J. Fluid Mech. — 2019. — Vol. 879. — P. 54–84 Huete C., Cobos-Campos F., Abdikamalov E., Bouquet S. // Phys. Rev. Fluids. — 2020. — Vol. 5. — No. 11. — P. 113403 Huete C., Cobos-Campos F., Abdikamalov E., Bouquet S. // Phys. Rev. Fluids. — 2020. — Vol. 5. — No. 11. — P. 113403 Poling B. E., Prausnitz J. M., O’Connell J. P. Properties of Gases and Liquids. 5th ed. — New York : McGraw-Hill Education, 2001 Poling B. E., Prausnitz J. M., O’Connell J. P. Properties of Gases and Liquids. 5th ed. — New York : McGraw-Hill Education, 2001 Gunn R. D., Yamada T. // AIChE J. — 1971. — Vol. 17. — No. 6. — P. 1341–1345 Gunn R. D., Yamada T. // AIChE J. — 1971. — Vol. 17. — No. 6. — P. 1341–1345 Вайсман М. Д. Термодинамика парожидкостных потоков. — Ленинград : Энергия. Ленинградское отделение, 1967 Vaysman M. D. Termodinamika parozhidkostnykh potokov. — Leningrad : Energiya. Leningradskoe otdelenie, 1967 Roe P. // J. Comput. Phys. — 1981. — Vol. 43. — P. 357–372 Roe P. // J. Comput. Phys. — 1981. — Vol. 43. — P. 357–372 Harten A. // J. Comput. Phys. — 1983. — Vol. 49. — No. 3. — P. 357–393 Harten A. // J. Comput. Phys. — 1983. — Vol. 49. — No. 3. — P. 357–393 Ren Y. X. // Comput. Fluids. — 2003. — Vol. 32. — No. 10. — P. 1379–1403 Ren Y. X. // Comput. Fluids. — 2003. — Vol. 32. — No. 10. — P. 1379–1403 Nishikawa H., Kitamura K. // J. Comput. Phys. — 2008. — Vol. 227. — No. 4. — P. 2560–2581 Nishikawa H., Kitamura K. // J. Comput. Phys. — 2008. — Vol. 227. — No. 4. — P. 2560–2581 Zhang F., Liu J., Chen B., Zhong W. // Comput. Fluids. — 2016. — Vol. 134-135. — P. 11–22 Zhang F., Liu J., Chen B., Zhong W. // Comput. Fluids. — 2016. — Vol. 134-135. — P. 11–22 Shu C. W. High Order ENO and WENO Schemes for Computational Fluid Dynamics // High-Order Methods for Computational Physics / под ред. Barth T. J., Deconinck H. — Berlin, Heidelberg : Springer Berlin Heidelberg, 1999. — С. 439–582 Shu C. W. High Order ENO and WENO Schemes for Computational Fluid Dynamics // High-Order Methods for Computational Physics / pod red. Barth T. J., Deconinck H. — Berlin, Heidelberg : Springer Berlin Heidelberg, 1999. — S. 439–582 Harten A. // J. Comput. Phys. — 1997. — Vol. 135. — P. 260–278 Harten A. // J. Comput. Phys. — 1997. — Vol. 135. — P. 260–278