高速气体动力学基础

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  空气压缩性:

  空气由于压力、温度等条件改变而引起密度变化的性质,叫做空气压缩性。在扰动传播的过程中,受到扰动的空气与尚未受到扰动的空气之间,也就是压力发生变化的空气与压力尚未发生变化的空气之间,有一分界面,通常也就把这个分界面,叫做压力波(也叫扰动波)。

  音波:发声体产生的振动在空气或其他物质中的传播叫做声波。声波借助各种介质向四面八方传播。声波是一种纵波,是弹性介质中传播着的压力振动。但在固体中传播时,也可以同时有横波和纵波。

  音波的传播速度叫音速。音速的大小不是一成不变的,与声音传播的介质有关。比如,音速在金属中就比在水中快,在水中又比在空气中快,而在空气中也仍然有快有慢.

音波

  马赫数

  流场中任一点处的流速与该点处气体的音速的比值,叫做该点处气流的马赫数,用符号Ma表示。

  Ma=V/a;

  根据马赫数的大小可以把流动分为:

  亚音速流动 Ma<1.0

  音速流动 Ma=1.0

  超音速流动 Ma>1.0

  高速气流中的压力、密度和温度随流速的变化

  共同规律:空气由压力高的地方流向压力低的地方,即在顺气流方向的压力差作用下,流速必然加快;反之,空气由压力低的地方流向压力高的地方,在逆气流方向的压力差作用下,流速必然减慢。

  高速气流的规律就是:流速加快,压力、密度、温度都同时跟着降低;流速减慢,则压力、密度、温度都跟着升高。这个变化关系,就是高速气流伯努利定理。

  如果在空气中,某处压力突然升高,或流动的空气突然受到阻挡,都会形成强烈的扰动向四外传播。在传播过程中,受到强烈压缩的空气与尚未受到压缩的空气之间,压力差别

  很大,分界面明显。这种压力差很大的分界面,叫做激波.

  激波的区分

  激波是一种强压力波。激波前后的压力差越大,激波强度越强。也可以用激波后的压力与激波前的压力之比,来表示激波的强弱,两者的比值越大,激波越强。

  由于超音速气流在受阻减速的情况不同,形成的激波形状及强度也不相同,激波前后气流参数的变化也就不同。为了便于分析问题,通常根据激波波面与迎面气流方向是否垂直,而把激波区分为正激波、斜激波和曲线激波。

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