Shock Focussing Effect in Medical Science and Sonoluminescence

در سال 1942 گودرلی رفتار پارامترهای معمولی در نزدیکی محور را هنگامی که در حال مطالعه تمرکز امواج ضربه ای استوانه ای با حل معادلات دیفرانسیل جزئی با استفاده از روش تشابه بود، بررسی کرد. او فشار و دمای بی نهایت زیادی را در محور همگرایی پیش بینی کرد. از آن زمان تاکنون مطالعات نظری و تجربی زیادی در مورد تمرکز شوک به عنوان منبع انرژی برای تولید فشارها و دماهای بسیار بالا انجام شده است. بسیاری از تحقیقات تجربی ایده گودرلی را تأیید کردند که در مرکز همگرایی فشارها و دماهای بسیار بالایی می‌توان به دست آورد. در دانشگاه فنی دارمشتات، ما یک آزمایش عددی را برای بررسی پدیده تمرکز شوک انجام دادیم و بسیاری از مسائل تست با استفاده از طرح Rusanov حل شدند. در مرکز همگرایی، فشارها و دماهای بسیار بالایی را به دست آوردیم. نتایج این تحقیقات با کار تجربی انجام شده در موسسه ماکس پلانک برای تحقیقات دینامیک سیالات در گوتینگن مقایسه شد. موج ضربه‌ای سه بعدی وابسته به زمان که توسط حجم گاز مرکزی تحت فشار بالا ایجاد می‌شود، با دیواره‌های صفحه حفره در تعامل است و پس از انفجار منجر به یک اثر تمرکز می‌شود. خصیصه حفظ تقارن طرح تفاوت ثابت در حال استفاده به صورت عددی با محاسبه در یک بازه زمانی طولانی ثابت شد. آزمایشی از تحقیقات ما نیز در مؤسسه دینامیک سیالات محاسباتی در توکیو، ژاپن انجام شد.

In 1942 Guderley investigated the behaviour of the typical parameters near the axis when he was studying the focusing of cylindrical shock waves by solving the partial differential equations using the similarity method. He pre­ dicted an infinitely large pressure and temperature at the axis of convergence. Since then many theoretical and experimental studies have been performed on shock focusing as an energy source for the generation of very high pressures and temperatures. Many experimental investigations confirmed the idea of Guderley that at the centre of convergence extremely high pressures and temperatures can be obtained. At the Technical University of Darmstadt we performed a numerical exper­ iment to investigate the shock-focusing phenomenon, and many test problems were solved using the Rusanov scheme. At the centre of convergence we ob­ tained extremely high pressures and temperatures. The results of these inves­ tigations were compared with the experimental work done at the Max Planck Institute for Fluid Dynamics Research in Gottingen. The three-dimensional time-dependent shock wave which was created by a centred gas volume under high pressure interacts with the plane walls of the cavity and leads to a focusing effect after the explosion. The symmetry-preserving character of the invari­ ant difference scheme under use was proved numerically by calculation over a long interval of time. A test run of our investigation was also made at the Institute of Computational Fluid Dynamics in Tokyo, Japan.