• 제목/요약/키워드: Mach Reflection

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Proton Acceleration in Weak Quasi-parallel Intracluster Shocks: Injection and Early Acceleration

  • Kang, Hyesung;Ryu, Dongsu;Ha, Ji-Hoon
    • 천문학회보
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    • 제43권2호
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    • pp.42.1-42.1
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    • 2018
  • Collisionless shocks with low sonic Mach numbers, M<4, are expected to accelerate cosmic ray (CR) protons via diffusive shock acceleration (DSA) in the intracluster medium (ICM). However, observational evidence for CR protons in the ICM has yet to be established. Performing particle-in-cell simulations, we study the injection of protons into DSA and the early development of a nonthermal particle population in weak shocks in high ${\beta}$ plasmas. Reflection of incident protons, self-excitation of plasma waves via CR-driven instabilities, and multiple cycles of shock drift acceleration are essential to the early acceleration of CR protons in supercritical quasi-parallel shocks. We find that only in ICM shocks with $M{\geq}2.3$, a sufficient fraction of incoming protons are reflected by the overshoot in the shock electric potential and magnetic mirror at locally perpendicular magnetic fields, leading to efficient excitation of magnetic waves via CR streaming instabilities and the injection into the DSA process. Since a significant fraction of ICM shocks have M < 2.3 CR proton acceleration in the ICM might be less efficient than previously expected. This may explain why the diffuse gamma-ray emission from galaxy clusters due to proton-proton collisions has not been detected so far.

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기총 폭발 하중에 대한 모델 수립과 구조 해석에 관한 연구 (A Study on Model Establishment and Structural Analysis for Gun Blast Load)

  • 김대관;한재흥;장재호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권7호
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    • pp.33-39
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    • 2005
  • 총구로부터 방출되는 폭발파에 대한 수학적 모델(GUNBLAST)을 수립하였으며, 폭발 하중에 대한 구조 응답 해석을 수행하였다. 폭발파는 자유영역 폭발파와 반사 폭발파로 구분되어질 수 있다. 본 연구에서는 스케일 기법을 이용하여 자유영역 폭발파 모델을 수립하였으며, 경사 충격파 이론과 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics) 계산을 통하여 반사 충격파를 계산하였다. GUNBLAST는 두 가지의 구조 모델에 적용되었으며 구조 표면으로부터의 총구거리 변화에 따른 폭발파 특성을 파악하기 위하여 평판에 대한 적용을 통하여 균일하중조건과의 비교를 수행하였다. 또한 MSC/NASTRAN을 이용하여 12.7mm 기총을 장착한 비행기 날개 모델의 과도 응답 해석을 수행하였다. 결과적으로 이러한 폭발파는 랜덤진동과 항공기에 탑재된 장비에 고주파의 손상을 일으킬 수 있음을 확인하였다.

쐐기에 의한 비선형파의 마하반사 (Mach Reflection of Sinusoidally- Modulated Nonlinear Stokes Waves by a Thin Wedge)

  • 최항순;지원식
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.53-59
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    • 1991
  • 본 논문에서는 포텐셜유동이란 가정하에 정현변조하는 비선형 입사파가 쐐기에 의하여 산란하는 문제를 마하반사의 관점에서 다척도전개기법을 이용하여 해석하였다. 산란파의 진폭전개는 선형항을 포함한 3차 $Schr\ddot{o}dinger$ 방정식으로 기술할 수 있음을 밝혔다. 즉, 비선형성을 나타내는 3차항과 분산성을 표시하는 선형항이 진폭전개의 복원력으로 작용함을 규명하였다. 패기의 반각이 17.55$^{\circ}$와 24.09$^{\circ}$인 2가지 모형에 대하여 입사각의 기울기와 변조비를 바꾸어 가며 계산을 수행하였다. 수치계산에서 얻어진 stem파의 진폭비와 폭은 실험에서 관측된 현상을 잘 반영하고 있으나, stem파는 입사파의 기울기가 매우 큰 경우에만 나타났다. 또한 분산성의 영향은 매우 미약하여 정현변조의 경우에는 비선형성이 지배적이란 결론에 도달하였다.

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