工程流體力學 第六章 氣體動力學基礎

流體的可壓縮性不能忽略:流體速度小受到外力密度發(fā)生變化流速大時可壓縮性將明顯地影響著壓強、溫度、密度的變化氣體（空氣）動力學—

可壓縮流體動力學第六章氣體動力學基礎應用舉例飛機在接近音速飛行時阻力急劇升高，出現(xiàn)“音障”現(xiàn)象。一、微弱擾動的一維傳播非定常過程第六章氣體動力學基礎微弱擾動波的傳播及音速二、音速

音速即聲音傳播的速度，聲音是由微弱壓縮波和微弱膨脹波交替組戍的，所以音速可作為微弱擾動波傳播速度的統(tǒng)稱。對等熵氣體：音速基本計算公式第六章氣體動力學基礎微弱擾動波的傳播及音速音速是狀態(tài)參數(shù)的函數(shù)。對于定常流動，又稱為當?shù)匾羲?。音速與流體的壓縮性有關，壓縮性越大，音速越小。在相同溫度下，不同介質有不同的音速。人在吸入氦氣后聲音會變高.在同一氣體中，音速隨著氣體溫度的升高而增高。對流層中每km溫度降低6.5攝氏度,海平面和8Km高度處的音速分別為340m/s和307m/s.音速的特性：第六章氣體動力學基礎微弱擾動波的傳播及音速三、馬赫數(shù)

氣體在某點的流速與當?shù)匾羲僦榷x為該點的馬赫數(shù)，用Ma表示馬赫數(shù)的物理意義：馬赫數(shù)代表的是氣體的宏觀運動動能與氣體內分子運動動能之比。是氣體的慣性力與彈性力之比。第六章氣體動力學基礎馬赫數(shù)馬赫數(shù)作為判斷氣體壓縮性影響大小和劃分高速流的標準：Ma<1時，亞音速流；Ma=1時，音速流；Ma>1時，超音速流。第六章氣體動力學基礎氣體靜止不動（c=0）氣流為亞音速的直線均勻流（c<a）氣流為音速的直線均勻流（c=a）氣流為超音速的直線均勻流（c>a）球面?zhèn)鞑レo止氣體中傳播無界各向對稱傳播各向不對稱傳播傳播無界流動方向：c+a逆流方向：a-c微弱擾動在空間的傳播流動方向：a+c=2c逆流方向：a-c=0傳播有界影響下游半空間流動方向：a+c>2a逆流方向：a-c<0傳播有界包絡圓錐面內第六章氣體動力學基礎馬赫錐在超音速流中，微弱擾動波的傳播是有界的，界限就是馬赫錐。馬赫角θ：馬赫錐的半頂角，即圓錐的母線與來流速度方向之間的夾角。第六章氣體動力學基礎一、激波的定義：當超音速氣流流過大的障礙物（或超音速飛機、炮彈和火箭等在空中飛行）時，氣流在障礙物前將受到急劇的壓縮，它的壓強、溫度和密度都將突躍地升高，而速度則突躍地降低。這種使流動參數(shù)發(fā)生突躍變化的強壓縮波叫做激波。二、產(chǎn)生激波的的情形:各種超音速飛行器飛行時超音速氣流繞過葉片、葉柵或其它物體流動時超音速風洞啟動時縮放噴管在非設計工況運行時，在噴管的超音速流中也可能出現(xiàn)激波。原子彈、氫彈爆炸時產(chǎn)生的破壞力很大的高壓強鋒面是激波，又稱沖擊波.第六章氣體動力學基礎三、激波的分類激波正激波：波面與氣流方向相垂直的平面激波