气体的一维流动ppt课件.ppt

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1、气体的一维流动微弱扰动的一维传播声速马赫数微弱扰动的一维传播微弱扰动的一维传播声速马赫数声速声音传播的速度，即微弱扰动波传播的速度。流体：完全气体：空气：K——流体的体积模量——气体绝热指数微弱扰动的一维传播声速马赫数声速流体中的声速是状态参数的函数。在相同温度下，不同介质中有不同的声速。流体可压缩性大，声速低；流体可压缩性小，声速高。在同一气体中，声速随着气体温度的升高而增高，并与气体热力学温度的平方根成比例。微弱扰动的一维传播声速马赫数马赫数气体在某点的流速与当地声速之比。亚声速流声速流超声速流气流的特定状态参考速度速度系数气流的特定状态滞止状态极限状态临界状态气流的特定状态参考

2、速度速度系数气流的特定状态——滞止状态滞止状态假定气体的流动速度等熵地滞止到零时的状态称为滞止状态。滞止状态用下标0表示。滞止参数滞止焓:h0滞止压强:p0滞止密度:0滞止温度:T0气流的特定状态参考速度速度系数气流的特定状态——滞止状态滞止参数与静参数的关系气流的特定状态参考速度速度系数气流的特定状态——极限状态极限状态假定气体的分子无规则运动的动能（即气流的静温和静压均降到零）全部转换成宏观运动动能的状态称为极限状态。——气流所能达到的最大速度气流的特定状态参考速度速度系数气流的特定状态——临界状态临界状态气流速度恰好等于当地临界速度时的状态称为临界状态。临界状态用下标cr表示。临

3、界参数临界压强:pcr临界密度:cr临界温度:Tcr气流的特定状态参考速度速度系数气流的特定状态——临界状态滞止参数与静参数的关系气流的特定状态参考速度速度系数气流的特定状态——临界状态当地声速c与临界声速ccr的区别当地声速c——气体所处状态下实际存在的声速。临界声速ccr——气体所处状态相对应的临界状态下的声速。时，气流的特定状态参考速度速度系数常用参考速度极限速度vmax临界声速ccr气流的特定状态参考速度速度系数速度系数速度系数M*气流速度与临界声速之比称为速度系数。引用M*的好处（1）绝能流中（2）绝能流中极限状态时，气流的特定状态参考速度速度系数速度系数M*与Ma间的对应关

4、系气流的特定状态参考速度速度系数速度系数用M*表示的静总参数比正激波激波当超声速气流流过大的障碍物时，气流在障碍物前将受到急剧压缩，其压强、温度和密度都将突跃地升高，而速度突跃地降低，这种使流动参数发生突跃变化的强压缩波叫做激波。正激波斜激波曲激波正激波激波——正激波正激波波面与气流方向相垂直的平面激波。Ma1>1v1v2正激波正激波激波——斜激波斜激波波面与气流方向不垂直的平面激波。Ma1>12<2max斜激波正激波激波——曲激波曲激波波面与气流方向不垂直的曲面激波。曲激波Ma1>12<2max正激波正激波的形成和厚度正激波的形成p2p1t=t1p11T1p11T1t=t2

5、p2p1p22T2t=t1p2p1t=t3p11T1p22T2第一道波第二道波第三道波波前当地声速c1c’1c’’1波后流速dvg1dvg1+dvg2dvg1+dvg2+dvg3波传播绝对速度c1c’1+dvg1c’’1+dvg1+dvg2波后压强p1+dpp1+2dpp1+3dp波后温度T1+dT1T1+dT1+dT2T1+dT1+dT2+dT3正激波正激波的形成和厚度正激波的厚度（1）激波是有厚度的，（2）激波厚度随马赫数的增大二迅速减小，（3）激波的厚度非常小，通常忽略不计，（4）实际计算中将激波作为间断面来处理。正激波正激波的传播速度——激波的传播速度——波后气流的速度——

6、激波经过后的气体参数——激波经过前的气体参数连续性方程：动量方程：正激波正激波的传播速度激波的传播速度和波后气流的速度决定于压强突跃。正激波蓝金—许贡纽（Raankine-Hugoiniot)公式经过激波的密度突跃和温度突跃只决定于压强突跃。正激波正激波前后气流参数的关系1212——激波经过后的气体参数——激波经过前的气体参数连续性方程：动量方程：能量方程：正激波正激波前后气流参数的关系1212物理意义——普朗特激波公式建立了正激波前后气流速度之间的关系，即正激波前、后速度系数的乘积等于1。正激波前来流的速度为超声速，正激波后的气流永远为亚声速流。普朗特激波公式：或正激波正激波前后气流参

7、数的关系1212正激波正激波前后气流参数的关系1212正激波正激波的波阻由于经过激波气流参数的突跃变化是在极短的距离内用极短的时间迅速完成，通常认为该过程是绝热的，气流的总能量没有损失，即总焓不变。但是，在气流突跃压缩过程中，由于粘性作用和导热效应的存在，不可逆的能量转换和传递是存在的，气流的做功能力必定要下降，熵值增加。1212正激波正激波的波阻气流经过激波，速度降低，动量减小，熵值增加，因而必有作用在气流上与来流方向相反的力，阻