Bayreuth 1998 – scientific programme

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K: Kurzzeitphysik

K 3: Kurzzeitdynamik

K 3.5: Talk

Monday, March 9, 1998, 17:30–17:45, H8

Konvergierende Stoßwellen beim Blasenkollaps unter Verwendung verschiedener Gasmodelle — •M. Hanke und J. Ballmann — Lehr- und Forschungsgebiet für Mechanik, RWTH Aachen, Templergraben 64, D-52052 Aachen

Zur Untersuchung von Stoßphänomenen beim Kollaps einer sphärischen Gasblase in Wasser wurde für die numerische Simulation ein Verfahren entwickelt, das die quasi-eindimensionalen Navier-Stokes-Gleichungen mit Hilfe eines Godunov-Typ-Verfahrens löst. Dabei wurden verschiedene Zustandsgleichungen (z.B. van der Waals, Eyring) für die Gasmodellierung verwendet. In Abhängigkeit vom Gasmodell wurden Zusammenfallzeiten der Blase, ihr Dämpfungsverhalten und die erhaltenen Maximalwerte für Druck, Temperatur und Dichte im Zentrum der Blase betrachtet. Für reibungsfreie Strömungen idealer Gase werden die Stoßstärken im Zentrum unendlich; unsere Simulationen approximieren hier die Ähnlichkeitslösungen aus [1]. I.a. verhindern aber Reibung und Wärmeleitung das Auftreten von Unendlichkeiten, z.B. [2]. Hier soll mit o.g. Verfahren gezeigt werden, in welcher Weise dabei verschiedene Zustandsgleichungen ein Grenzwertverhalten der Maximalwerte von Zustandsgrößen beeinflussen.

[1] G. Guderley, Luftfahrtforschung 19, 302 (1942)

[2] G.B. Whitham, Linear and Nonlinear Waves, Wiley & Sons (1974)