解析特性
- 非定常流れ
- 2次元内部流れ
- 乱流
- 圧縮性流体
- 非断熱
参考文献
Saad, M.A., “Compressible Fluid Flow, 2nd edition,” Prentice-Hall, New Jersey,1993.
問題の説明
ショックチューブ内の圧縮性流れは、伝統的な気体力学の問題です。理想流れにおいて、垂直衝撃派の関係が、衝撃派の速度や下流側の条件を決定するために必要です。
検証問題として、初期静圧力比が3：2である衝撃波管（長さ10メートル、直径0.2メートル）がモデル化されます。初期圧力条件は、実際の衝撃波管内の分割膜をシミュレートします。膜が破壊されると、高圧領域が低圧空気領域へと拡大し、通常の衝撃波が超音速で管の下方に伝播します。衝撃波速度は、初期条件の圧力比（膜の前後）によって決定されます。
ジオメトリと境界条件
初期条件：
- 高圧側 = 44.1 psia, 300K
- 低圧側 = 29.4 psia, 300K
境界条件:
- スリップ壁
- 左側エッジ - 44.1 psia, 300 K
- 右側エッジ - 44.1 psia, 300 K
結果
以下の図は、膜が破壊される前（上の図）と破壊された後（下の図）のシナリオを示しています。
| 理想流れ(ベンチマーク) | 2014: ビルド 20130102 | 誤差 % | 2015: ビルド 20131223 | 誤差 % | |
| 衝撃波マッハ数 | 1.09 | 1.178 | 8.08 | 1.178 | 8.08 |
| P2 = P3 | 1.464 atm | 1.452 | 0.78 | 1.452 | 0.78 |