Weak discontinuities in one-dimensional compressible nonideal gas dynamics

This article concerns the study of various parameter effects on the propagation of weak discontinuities by using the method of characteristics. Analytical solutions of the quasi-linear system of hyperbolic partial differential equations (PDEs) are obtained and examined the evolutionary behavior of shock in the characteristic plane. The general behavior of solutions to the Bernoulli equation, which determines the evolution of weak discontinuity in a nonlinear system, is studied in detail. Also, we discuss the formation and distortion of compressive and expansive discontinuities under the van der Waals parameter effect and small particles for planar and cylindrical symmetric flow. The comparison between planar flow and cylindrical symmetric flow is studied under the influence of nonidealness and mass fraction of dust particles. It is found that the compressive waves become shock after a certain lapse of time. The medium considered here is the mixture of van der Waals gas with small dust particles.

On a pseudotensor generalization of the Hugoniot-Hadamard linking boundary conditions

В представляемой работе исследуются особенности связывающих двусторонних граничных условий на поверхностях разрывов, распространяющихся в сплошных средах (в частности, в микрополярных континуумах). Теория Югонио-Адамара, существенно развитая Г.И. Быковцевым, распространения поверхностей разрывов физических полей обобщена на случай псевдотензорного полевого описания. Вводятся понятия фундаментального ориентирующего псевдоскаляра и псевдоскалярного времени. Исследуется геометрия поверхностей уровня псевдоскалярного поля, представляющих интерес для механики наращиваемых тел. Вводится понятие псевдонормали к поверхности. Обсуждаются вопросы дифференцирования по псевдоскалярному времени и его преобразования при зеркальных отражениях и инверсиях пространства. Получены геометрические и кинематические условия совместности первого порядка в терминах псевдотензоров. Выведены условия совместности для слабых разрывов перемещений и микровращений в микрополярном континууме. The present work deals with the linking boundary conditions formulated on the both sides of a propagating wave surface (in particular, in micropolar continua). The Hugoniot-Hadamard theory of physical fields wave surfaces propagation, essentially developed by G.I. Bykovtsev, is generalized to the case of a pseudotensor field description. The concepts of fundamental orienting pseudoscalar and pseudoscalar time are introduced and discussed. The geometry of level surfaces of a given pseudoscalar field is studied. The concept of a pseudovector normal to a surface is introduced. The pseudoscalar time derivative is proposed and discussed. Geometric and kinematic first order compatibility conditions are obtained in terms of pseudotensors. The compatibility conditions are derived for weak discontinuities of displacements and microrotations due to defromations of the micropolar solid.