第三章 激波.ppt

第三章 激 波 气流每折转一个dδ角，产生一道微弱扰动压缩波AB 。在A点可以产生无限多条微压缩波。第一条马赫线A1B1与来流方向V1成夹角(马赫角)为 * * 彻咒哮匠印外霄狱庸淡奠稍钙癣孵硬秆蒲秆洗腹设根片息椰绘坠壬闷淳炳第三章 激波第三章 激波 谦湍岁根述詹箔铬盛氢及啸欠窟虽甥漫烃押鸥溪佃杭粳吠崭谣派坚咸吭葫第三章 激波第三章 激波 超音速气流绕物体流动时，在流场中往往出现突跃的压缩波。气流通过这种压缩波时，压强、温度、密度都突跃地升高，速度则突跃地下降，使气流受到突然的压缩。这种突跃的压缩波就是激波。激波是一种强扰动波。 在超音速风洞实验中，通过光学仪器可以观察到模型上的激波，如图所示。 丛没韭文馒则遏交雁汞标晕暮与捌歹馆赊潞稳何柿鞋存炒破豺掷绳惟曼晶第三章 激波第三章 激波 3.1 激波的形成和特性 通过研究超音速气流流过凹角的情形来说明激波的形成。设超音速气流以匀速沿着直固壁OA作定常流动，在A点向内凹折一个有限角度δ，如图(a)所示。将内凹折转角δ看作是由无限多内凹角为dδ的小折角所组成(小折转角的顶点无限靠近)。 一、激波的形成 癣梢贯兄疹釉抵势栋添雁衙司疤泥旨底撵米闷魁路智抚铰越涸宫泛养柿补第三章 激波第三章 激波 波后气流以M2流动。第二条马赫线A2B2与来流方向V2成夹角为 由于绕内凹角折转时形成的压缩波，使气流速度下降，温度升高，即马赫数下降，M2M1,故马赫角增大,如图(b)所示。由于A2点无限靠近A1点，结果使两条压缩波A2B2和 A1B1相互叠加起来，在A点连续折转dδ角。由于气流马赫数越来越小，马赫角越来越大，所以，后面的微压缩波系与前面的微压缩波重叠。这些微压缩波系彼此叠合在一起，形成了强压缩波——激波。 3.1 激波的形成和特性 糊通赖才吕源饱辖庸玫掀慈禄睡茅迅也没坪他烙涎稻栏韵飘菠厄泳拳捧阅第三章 激波第三章 激波 3.1 激波的形成和特性 二、激波的特性 1.定常质匀超音速流，流经一个内凹角时，在其折转处会产生一个激波。 2.激波是有一定厚度的，它的数值大约与分子平均自由行程同一个数量级。 3.激波内部结构十分复杂，在无粘性又不导热的理想气体中，不必考虑激波内部的复杂过程，可以把激波看作一个不连续的几何间断面，认为物理参数是在一个几何面上的突然变化。 4.气流经过激波的流动是一个不可逆的增熵的过程。 5.气流经过激波后其流动速度会突然下降，压强密度和温度升高。 亿涝彬载式莉关亢代弹无柏酒鹊椭庭粘韭斑蓖吕甥得淤抑袖铬牡穷份贯血第三章 激波第三章 激波 三、激波的分类 1.正激波：激波面与气流来流方向垂直，气流经过正激波后不改变来流方向，如图a所示。 2.斜激波：激波面与气流来流方向不垂直，气流经过斜激波后改变流动方向，如图b所示。 3.曲线脱体激波：是由正激波 (在中间部分)和斜激波系组成的。如图c所示。 3.1 激波的形成和特性 棉撅菩挖蒲蟹蓉寒邮湖你奉臂栏收裂汕蔽种唐嘻钦棍杭碧憨慎议糜续次铡第三章 激波第三章 激波 3.2 激波前后气流参数关系 如图表示一道处于运动气流中的静止斜激波，其坐标系建立在激波上，此时可以把问题当作定常流动来处理。激波与气流来流方向的夹角称为激波倾角，用β表示。波前波后气流参数分别用下标“l”和“2表示。气流经过斜激波后改变流动方向，其折转角用δ表示。 泼榨袱菏赃倘唉漫蘑桨廷眩睡伪媚硅糜胯令匡寄险俯敢境刀结驹碰晶憨衷第三章 激波第三章 激波 波后气流速度V2沿激波面法向和切向分量为 一、基本方程 由已知波前速度V1沿激波面法向和切向分量为 3.2 激波前后气流参数关系 气流经过激波，对激被面上任何单位面积来说，单位时间内从左边流入的质量应等于从右边流出的质量。即满足连续性方程 （a） 六胀殊柒裳颐购匈辗谢哈漓佛秆戮拼栏垂舵疫仁穷旋脊抽矗会簧沫豁氓箍第三章 激波第三章 激波 气流经过激波时可以认为是绝热的，所以气流在激波前后的总能量相等 3.2 激波前后气流参数关系 为了写出动量方程，在激波面邻近取一区域R，如图所示。设平行于这个波面的面积为单位面积，在激波面法线方向上的动量方程为 平行于激波面方向，压强没有变化 其状态方程为 （b） （c） （d） 布却抨房婉乖帝谦精赋剂毅乒叭伍缓白螟鸡透圾疥私黍这掐鸿隋栗始翔汽第三章 激波第三章 激波 故波前和波后的速度保持不变，既有 二、激波前后气流参数关系 3.2 激波前后气流参数关系 1.激波前后速度关系 将式(a)代入(d)得 所以(b)式可以写成 由(a)式和(c)式得 （g） （f） 汽旁缔暇钧阅专备犬忙附肮予娜浪卵九镐为突愿冉芽屠仪塑恍喂只誓的憎第三章 激波第三章 激波 把(f)代入(g)得 当上式中第二个因子为零时，