固体材料中强柱面与球面激波会聚行为研究
材料科学
2025-02-06 v1 高能天体物理现象
应用物理
摘要
本文基于几何激波动力学（GSD）理论，描述了激波压缩固体材料的行为。GSD 已成功应用于多种气体动力学问题，本文将其用于研究柱对称和球对称会聚激波在固体材料中的传播。在强激波极限下，假设固体材料均匀各向同性且遵循 Mie-Grüneisen 状态方程，我们得到了激波动力学方程的解析解。推导了强会聚激波波后激波速度、压力、质量密度、粒子速度、温度、声速、绝热体积模量以及熵变的量纲为一表达式。探讨了（i）距会聚轴或中心（r=0）的传播距离 r、（ii）Grüneisen 参数以及（iii）材料参数的变化对激波速度及会聚激波波后区域的影响。结果表明，随着激波聚焦于轴或原点，在激波压缩的钛合金 Ti6Al4V、不锈钢 304、铝合金 6061-T6 等材料中，激波速度、压力、温度和熵变均有所增加。
引用
@article{arxiv.2502.02609,
title = {On the Convergence of Strong Cylindrical and Spherical Shock Waves in Solid Materials},
author = {R. K. Anand},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.02609},
year = {2025}
}
备注
14pages, 2figures