Energy considerations of plane and cylindrical hydromagnetic variable energy blast waves

Abstract

Numerical results describing the propagation of plane and cylindrical blast waves with time dependent energy inputs in an ideal gas in presence of an axial magnetic field have been obtained by modified similarity method. These results are in agreement with Patrick's [6] experimental observations of non-existence of ordinary shock waves. For strong shocks the hottest region is located near the piston, whereas for weaker shocks the front becomes the hottest. The presence of magnetic field, however, reduces the temperature in the shocked region, except near the piston where it increases. An increase in magnetic field leads to an increase in shock velocity. Predicted variations of the percentages of magnetic, internal and kinetic energies with shock strength support the experimental observations of Kolb [3]. With increase inβ, equipartition between kinetic and internal energies is seen to shift towards higher shock strength.

Zusammenfassung

Für die Ausbreitung von ebenen und zylindrischen Stoßwellen mit zeitabhängiger Energiezugabe in einem idealen Gas in Gegenwart eines achsialen Magnetfeldes sind numerische Resultate mit Hilfe einer modifizierten Ähnlichkeitsmethode erhalten worden. Die Ergebnisse sind in Übereinstimmung mit den experimentellen Beobachtungen von Patrick [6] über die Nicht-Existenz von gewöhnlichen Stoßwellen. Für starke Stöße liegt das heißeste Gebiet in der Nähe des Kolbens, bei schwächeren Stößen nahe zur Stoßfront. Die Gegenwart des Magnetfeldes vermindert die Temperatur in der Stoßzone mit Ausnahme der Region in Kolbennähe, wo die Temperatur steigt Erhöhung des Magnetfeldes erhöht die Stoßgeschwindigkeit. Die berechneten Änderungen der Anteile der magnetischen, inneren und kinetischen Energien mit der Stoßstärke unterstützen die Beobachtungen von Kolb [3]. Mit der Zunahme vonβ wird die Gleichverteilung der kinetischen und der inneren Energie gegen höhere Stoßstärken verschoben.