Кіріспе

Физикадағы түсінік. Ранкин-Гугониот шарттары, сондай-ақ Ранкин-Гугониот секіру шарттары немесе Ранкин-Гугониот қатынастары деп аталады, сұйықтықтардағы бір өлшемді ағында немесе қатты денелердегі бір өлшемді деформацияда соққы толқынының немесе жану толқынының (жарылыстың немесе детонацияның) екі жағындағы күйлер арасындағы байланысты сипаттайды. Олар шотланд инженері және физигі Уильям Джон Маккуорн Ранкин мен француз инженері Пьер Анри Гугониоттың еңбегін еске алу үшін аталған. Секіру шарттарының негізгі идеясы сұйықтық кенеттен өзгеретін кезде не болатынын қарастыру болып табылады. Мысалы, реакцияға түспейтін газбен толтырылған түтікшеге поршеньді енгізуді қарастырайық. Бұл кезде бұзылыс сұйықтық арқылы дыбыс жылдамдығынан асып түсетін жылдамдықпен таралады. Бұл бұзылыс дыбыс жылдамдығынан жоғары жылдамдықпен таралатындықтан, ол соққы толқыны болып табылады, ал соққы толқынынан кейінгі сұйықтықта одан бұрынғы ақпарат болмайды. Толқынмен бірге қозғалатын координаттық жүйеде толқынның алдындағы атомдар немесе молекулалар дыбыс жылдамдығынан асып түсетін жылдамдықпен толқынға соқтығысады. Микроскопиялық деңгейде олар орташа еркін жүріс ұзындығының өлшемдерінде соқтығысуларға ұшырайды, соққыдан кейінгі ағында тоқтағанша (бірақ толқынның немесе түтікшенің координаттық жүйесінде қозғалғанша). Кенеттік энергияның жаппай берілуі соққыдан кейінгі ағынды қыздырады. Гидродинамикалық қарастырудағы барлық басқа ұзындық өлшемдерімен салыстырғанда орташа еркін жүріс ұзындығы ықпалсыз деп есептелетіндіктен, соққы фронты негізінен гидродинамикалық үздіксіздік болып табылады. Секіру шарттары содан кейін масса, импульс және энергияның сақталу принципіне сүйене отырып, соққыдан бұрынғы және соққыдан кейінгі ағын арасындағы өтуді анықтайды. Бұл шарттар дұрыс, тіпті соққының қалыңдығы оң мәнді болса да. Соққы толқынының бұл реакцияға түспейтін мысалы, реакциялық ағындарға да қолданылады, онда жану фронты (детонация немесе дефлаграция) бірінші жуықтауда үздіксіздік ретінде модельдене алады.

Хюгонияның икемділік шегі

Қатты материалдардың көпшілігі күшті соққыларға ұшырағанда пластикалық деформацияға түседі. Материалдың толығымен серпімді күйден серпімді-пластикалық күйге өтетін Hugoniot соққысындағы нүкте Hugoniot эластикалық шегі (HEL) деп аталады, ал осы өту жүретін қысым pHEL деп белгіленеді. pHEL мәндері 0,2 ГПа-дан 20 ГПа-ға дейін өзгеруі мүмкін. HEL-ден жоғары материал өз қиылыс кеуектілігін жоғалтады және сұйық заттай қасиет көрсете бастайды.

Магниттік-гидродинамика

Магнетогидродинамикадағы Ранкин-Гугониот шарттары астрофизикалық қолданыстарға өте қатысты болғандықтан қарастыруға қызықты. Үзіліс бойында магнит өрісінің нормаль компоненті және электр өрісінің тангенциаль компоненті (шексіз өткізгіштік жағдайында) үздіксіз болуы керек. Осылайша, бізде кез келген физикалық шаманың үзілістің екі жағындағы мәндерінің айырмасы бар. Қалған шарттар келесідей беріледі: Бұл шарттар жалпылама, олар контактілік үзілістерді, тангенциалдық үзілістерді, айналмалы немесе Альфвен үзілістерін және соққы толқындарын қамтиды.