Exact Riemann solver for non-convex relativistic hydrodynamics
Berbel, M. (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Matemàtiques)
Serna, Susana (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Matemàtiques)
Marquina, Antonio (Universitat de València. Departament de Matemàtiques)

Fecha:	2023
Resumen:	We present the general analytical solution of the Riemann problem (decay of a jump discontinuity) for non-convex relativistic hydrodynamics. In convex dynamics, an elementary nonlinear wave, i. e. a rarefaction or a shock, originates at the discontinuity and travels towards one of the initial states. Between the left and right waves, an equilibrium state appears represented by a contact discontinuity. The exact solution to the Riemann problem in convex relativistic hydrodynamics was first addressed by Martí & MÜller (J. Fluid Mech. , vol. 258, 1994, pp. 317-333). In non-convex dynamics, two sequences of elementary nonlinear waves move towards the left and right initial states. Solving the Riemann problem involves determining the types of wave developing and the equilibrium state where they coincide. The procedure consists of constructing the wave curves associated with the nonlinear waves in the pressure-velocity phase space, where the intersection of the wave curves indicates the equilibrium state. We describe the relation between the wave curves, the explicit formulas for their calculation, and the outline of the process for a correct derivation and representation of the waves in the spatial domain. We present examples of the exact solution of a Riemann problem that illustrate the complex phenomena of non-convex dynamics by using the phenomenological non-convex equation of state proposed by Ibáñez et al. (Mon. Not. R. Astron. Soc. , vol. 476, 2017, pp. 1100-1110).
Ayudas:	Agencia Estatal de Investigación PID2020-118236GB-I00
Nota:	Altres ajuts: acords transformatius de la UAB
Derechos:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan aquestes es distribueixin sota la mateixa llicència que regula l'obra original i es reconegui l'autoria de l'obra original.
Lengua:	Anglès
Documento:	Article ; recerca ; Versió publicada
Materia:	Shock waves
Publicado en:	Journal of Fluid Mechanics, Vol. 975 (November 2023) , art. A48, ISSN 1469-7645

DOI: 10.1017/jfm.2023.903

27 p, 2.5 MB

El registro aparece en las colecciones:
Artículos > Artículos de investigación
Artículos > Artículos publicados