Structure of a strong normal shock wave due to nonequilibrium radiation and collisional ionization

Summary The general theory about gas-dynamics with nonequilibrium radiative and collisional ionization is applied to the strong normal shock wave. It is shown that the problem is reduced to the solution of a system of two non-linear integral equations. It is proved that, if certain conditions are satisfied, an iteration method, to resolve these equations, can be applied; it turns out then that the fundamental parameter controlling the convergence or non convergence of the procedure is the value of the degree of ionization a just on the front of the shock. Numerical results are given and the physical complete structure of the shock is analized.

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Sommario La teoria generale relativa alla gasdinamica dei fenomeni caratterizzati da processi di ionizzazione in non equilibrio termodinamico, dovuti alle collisioni ed agli effetti della radiazione, è applicata al caso di un forte urto retto. Il problema è ridotto alla soluzione di un sistema di due equazioni integrali non lineari. Si dimostra che queste equazioni possono essere numericamente risolte con un metodo iterativo, se determinate condizioni risultano soddisfatte; il parametro che controlla la convergenza o non convergenza del procedimento è il valore del grado di ionizzazione sul fronte dell'urto. Sono riportati i risultati numerici relativi ad alcuni esempi ed è analizzata la completa struttura fisica dell'urto.

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This research has been sponsored in part by the Air Force Office of Scientific Research through the European Office of Aerospace Research, OAR, United States Air Force under grant number EOOAR-68-0049.