马赫波与膨胀波ppt课件.ppt

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1、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

2、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，

3、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

4、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）动量方程连续方程能量方程状态方程回目录页4.4.2(1)普朗佗（Prandtl）激波公

5、式表明正激波前后速度的乘积是一定值，等于临界音速的平方。超音速气流经过正激波后变为亚音速气流从亚音速气流经过正激波后加速为超音速气流的情况是不可能发生的？下一页回目录页4.4.2(2)普朗佗激波公式证明：回目录页4.4.3(1)下一页正激波前后流动参数的关系式（1）正激波前后马赫数之间的关系回目录页4.4.3(2)下一页正激波前后流动参数的关系式（2）回目录页4.4.3(3)下一页正激波前后流动参数的关系式（3）正激波的强度正激波前后熵的变化正激波前后总压的变化回目录页4.4.3(4)*经过激波熵必有所增加*马赫数值愈大，激波突跃变化就愈强回目录页4.4.4(1)

6、兰金-雨贡纽方程等熵关系对于弱激波，可近似按等熵关系处理兰金-雨贡纽§4.5斜激波4.5.1平面斜激波前后流动参数的关系式4.5.2激波图线及其用法4.5.3弱斜激波的熵增及参数近似关系式回目录页回目录页4.5.1(1)下一页平面斜激波前后流动参数的关系式（1）平面斜激波回目录页4.5.1(2)下一页平面斜激波前后流动参数的关系式（2）平面斜激波气流穿过斜激波时切向分速不变，只有法向分速突跃回目录页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(

7、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

8、洞超音速风