4马赫波及膨胀波.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 回目录页 4.5.1(3) 下一页 平面斜激波前后流动参数的关系式（3） 法向分速代入正激波关系式 回目录页 4.5.1(4) 下一页 平面斜激波前后流动参数的关系式（4） 回目录页 4.5.1(5) 平面斜激波前后流动参数的关系式（5） 解得 由速度三角形可得 回目录页 4.5.2(1) 下一页 激波图线及其用法 回目录页 4.5.2(2) 下一页 激波图线及其用法 1。方向决定激波 先查(a), 再查其他！ 取弱激波 回目录页 4.5.2(3) 下一页 激波图线及其用法 2。压强决定激波 先查(b), 再查其他！ 回目录页 4.5.2(4) 激波图线及其用法 3。查不到，激波离体 ？ ？ 回目录页 4.5.3(1) 下一页 弱斜激波的熵增及参数近似关系式 流动近似是等熵的， 即将穿过弱激波的压缩过程视为等熵压缩过程 回目录页 4.5.3(2) 弱斜激波的二级近似表示式 只要 回目录页 4.6.3(1) 下一页 超音速风洞 吹气式超音速风洞 超音速风洞，是指实验段气流马赫数大致在1.4至5范围 内的风洞。 超音速风洞分为连续式和间歇式两大类. 回目录页 4.6.3(2) 超音速风洞 两个基本条件 要有拉瓦尔喷管，要改变实验马赫数就要改变喷管喉部与 喷管出口截面之间的面积比； 稳定段压强与扩压段出口的压强之比要足够大， 且随实验马赫数增大而迅速增大。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 空气动力学 第四章 高速可压无粘流 马赫波与膨胀波 1 小扰动影响区与马赫锥 2 马赫波 3 膨胀波 回目录页 回目录页 4.3.1(1) 扰源 在静止气体中 下一页 回目录页 4.3.1(2) 扰源 在亚音速流场中 下一页 回目录页 4.3.1(3) 扰源 在音速流场中 下一页 回目录页 4.3.1(4) 扰源在超音速流场中 下一页 马赫角 回目录页 4.3.1(5) 亚音速流场中小扰动可遍及全流场，气流没有到达扰源之前已感受到它的扰动，逐渐改变流向和气流参数以适应扰源的要求； 而在音速和超音速流场中，小扰动不会传到扰源的上游，气流未到达扰源之前没有感受到任何扰动，因此不知道扰源的存在。 结论 回目录页 4.3.2(1) 下一页 超音速气流受到微小扰动而使气流方向产生微小变化，扰动 的界面是马赫波。 超音速流 =》气流参数变化与方向偏转之间的微分关系式？ 回目录页 4.3.2(2) 下一页 质量守恒 得 切向动量方程 法向动量方程 可导得 ， 回目录页 4.3.2(3) 下一页 得 由 再利用 和 可得 ， 回目录页 4.3.2(4) 当壁面外折一个正小角度，伴随着流速增大，压强、 密度和温度减小，气流发生膨胀，故此时的马赫波称 为膨胀马赫波； 当壁面内折一个负角，则伴随着流速减小，压强、密 度和温度增高，气流发生压缩，马赫波称为压缩马赫 波。 通过马赫波后壁面上的压强系数为 回目录页 4.3.3(1) 下一页 4.3.3.1 膨胀波的物理过程 膨胀波是超音速气流的基本变化之一。它是一种压强下降， 密度下降，而流速上升的过程。 回目录页 4.3.3(2) 下一页 4.3.3.1 （2） 扇形膨胀波束，称为膨胀波 回目录页 4.3.3(3) 下一页 4.3.3.2 超音速气流绕外折角的精确关系式（1） 据微分关系式积分 回目录页 4.3.3(4) 下一页 4.3.3.2 （2） 置换得 超音速气流绕外折角的精确关系式 如指定气流是从的音速流开始膨胀的： 回目录页 4.3.3(5) 下一页 4.3.3.2 （3） 有 对于空气 此时巳膨胀到压强、密度、温度均降为零的真空状态。 事实上一直膨胀到真空状态的流动是不可能存在的！ 静温在不断下降==》凝结液化的问题 回目录页 4.3.3(6) 下一页 4.3.3.3 超音速气流绕小外折角的近似关系式（1） 台劳级数 定出 回目录页 4.3.3(7) 4.3.3.3 超音速气流绕小外折角的近似关系式（2） 上式即为所求的二级近似关系式 §4.4 正激波 4.4.1 正激波与基本方程组 4.4.2 普朗佗激波公式 4.4.3 正激波前后流动参数的关系式 回目录页 4.4.4 兰金-雨贡纽方程 回目录页 4.4.1(1) 下一页 正激波与基本方程组（1） 气流的主要参数有显著的、突跃变化的那一个地方， 称为激波。 当激波的波阵面与来流方向垂直时，称之为正激波。 超音速气流 回目录页 4.4.1(2) 正激波与基本方程组（2） 动量方程 连