流体力学音速和马赫数.ppt

《流体力学音速和马赫数.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、可压缩1可压缩性不能被忽略高速空气动力学炮弹、飞机、火箭等的飞行密度场非定常、高速、密度梯度大可压缩2气体在喷管及扩压器内的流动有明显热交换的气体流动反应器、冷凝器等有明显粘性效应的气体管道流动输气管道叶轮机械概述1一元、定常、可压缩、等熵可压缩流动的基本概念、一元定常等熵流动、喷管中的流动计算基础知识积分形式控制方程，马赫数，体积弹性模量概述2可压缩流动的基本概念定常一元等熵流动控制方程组、参考状态、气流参数与通道面积的关系几何喷管中的流动dux8.1音速和马赫数微弱扰动波扰动p+dp+dT+dT介质状态发生某种程度的变化未扰动区扰动波面扰动

2、区微弱扰动波－压缩波和膨胀波压缩波膨胀波波传播方向质点运动方向波面过后相同相反热力参数增大热力参数减小微弱扰动波传播的热力过程微弱扰动波传播的热力过程参数变化极其微小，忽略不可逆损失波前后温差较小，波速很高可逆过程绝热过程等熵过程微弱扰动波传播速度－音速1波的传播速度与流体质点的运动速度不同微弱扰动波在可压缩介质中传播的速度音速音速2c-dux连续方程运动方程－动量方程音速3音速基本公式其它形式音速方程不可压缩流体由音速4气体的等熵弹性模量完全气体当地音速马赫数当地音速，某时刻某空间位置状态参数不同，音速也不同亚音速流动超音速流动音速流动微弱扰动传

3、播的区域1静止点源，流体以某速度流动流体速度u=0同心球面波，扰动向四面八方传递微弱扰动传播的区域2流体速度uc扰动只波及锥面内部马赫锥马赫角OA与来流的夹角微弱扰动传播的区域4扰动源运动，气体静止同心球面波扰动波会超越扰动源向前传播，扰动可传遍整个流场扰动波的传播总落后于扰动源，形成以扰动源为顶点的马赫锥，扰动传播有界微弱扰动传播的区域5－例题当我们听到超音速飞机的声音时，()A、飞机正朝我们飞来B、飞机正好在我们头顶上C、飞机已

4、经越过我们头顶飞去D、以上都不对微弱扰动传播的区域6－例题例：超音速飞机在高空巡航，飞机通过观察者头顶多少秒后，观察者方可听到发动机的声音？Ma=1.5,z=1000m,t=20℃。解：马赫角音障–突破音障音障是一种物理现象，当物体的速度接近音速时，将会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果，会造成局部激波,从而使空气阻力骤增,对飞行器的加速产生障碍，而这种因为音速造成提升速度的障碍称为音障突破音障突破音障1突破音障38.2一元气流的流动特性连续方程变截面管道，定常，一元动量方程定常一元，忽略质量力一元定常可压缩流基本方程组1能量方程定常，一元

5、加给单位质量气体的热量等于单位质量气体的焓和动能的增量一元定常可压缩流基本方程组2状态方程对空气而言，适用完全气体假设的范围在完全气体假设的范围内，如果温度不太高，定压比热、定容比热可视为常数8.3等熵流基本方程式和基本概念粘性影响小，参数变化连续流速高，忽略热交换等熵流动可逆绝热热力学关系式一元定常等熵气流基本方程组1动量方程连续方程等熵能量方程一元定常等熵气流基本方程组2能量方程的各种形式动量方程、能量方程相同一元定常等熵气流基本方程组3状态方程过程方程一元等熵气流的基本特性基本特性热力参数与速度之间的相互变化关系参考状态在整个运动过程中参数不

6、变等熵滞止状态、临界状态、极限状态参考状态－等熵滞止状态1静参数气流的当地状态参数滞止参数速度滞止为零时的参数某热力过程当地状态等熵过程速度滞止为零的状态假想等熵滞止状态参考状态－等熵滞止状态2等熵滞止到速度为0等熵滞止等熵滞止等熵滞止参考状态－等熵滞止状态3定常一元等熵流中等熵滞止参数为常量，因此可作为参考状态滞止焓流动的总能量滞止温度使动能全部滞止下来增加的温度参考状态－等熵滞止状态4无量纲热力学参数之间的关系等熵过程方程完全气体状态方程参考状态－等熵滞止状态5所有热力学参数变化一致，p变化最快参考状态－等熵滞止状态6静参数与速度的关系u减小，

7、T，p，均增大减速使气流压缩u增大，T，p，均减小加速使气流膨胀参考状态－临界状态1当地状态等熵过程Ma=1的状态临界状态能量方程临界状态下参考状态－临界状态2定常一元等熵流动的临界参数为常量参考状态－临界状态3空气，γ=1.4超音速流动亚音速流动参考状态－极限状态当地状态等熵过程温度为0K的状态极限状态（最大速度状态）能量方程假想状态以Ma或表示的气流参数关系式1用马赫数表示的气流参数关系式能量方程以Ma或表示的气流参数关系式2速度系数ccr对于某确定的等熵流动是常数以Ma或表示的气流参数关系式3滞止状态临界状态极限状态0011Ma

8、气体动力函数表对于一定的γ值按Ma的大小事先计算好无量纲热力参数值，列成表格，称为气体动力函数表气流参数与通道面积的关系1