Influence of Thermodynamic Nonequilibrium on the Acoustic Properties of Gases

Abstract

This paper is a brief review of results of experimental and theoretical studies in the field of acoustics of nonequilibrium gas-plasma media. New acoustical properties of nonequilibrium media caused by the change in sign of the second viscosity and the dispersion coefficients are considered. Such media are acoustically active. Conditions are discussed for generating new nonlinear acoustical structures.

Numerical simulations of evolution of weak disturbances in vibrationally excited gas

“…is the simplest model of nonequilibrium media with the negative second viscosity [1][2][3]. Here, v E is the energy of the vibrational degrees of freedom of the molecules, e E is its equilibrium value, v W is the vibrational relaxation time, and Q is the power of an external heat source, that sustaining e v E E !…”

Взаимодействие Ударных Волн С Областью Неравновесности В Колебательно-Возбужденном Газе

“…и структуру с плавным нарастанием плотности за ударным скачком. Подробно эти типы ударных волн исследованы в работах [5][6][7][10][11][12]. Хорошо видно расщепление фронта удар-ной волны на входе в область неравновесности (при x ′ > 0) с образованием тепловой волны охлаждения на границе области.…”

“…Как показано в [5][6][7], в средах со стационарно поддерживаемой неравновесно-стью изменение структуры слабой ударной волны может быть вызвано существенно новыми акустическими свойствами подобных сред, обусловленными знакоперемен-ностью коэффициентов второй вязкости, дисперсии и газодинамической нелинейно-Дмитрий Игоревич Завершинский, аспирант, каф. физики.…”

Features of Nonlinear Sound Propagation in Vibrationally Excited Gases

“…If a chemical reaction is irreversible, the sound propagates over the reacting medium unusually. The irreversible relaxation results in anomalous dispersion and absorption of ultrasonics waves in such media (Zeldovich, Raizer, 1966; Osipov, Uvarov, 1992; Kogan, Molevich, 1986;Molevich et al, 2005). Interest in the non-equilibrium phenomena in the physics of gases was originally connected with the study of these anomalies.…”