第六章__气体的一维流动.ppt

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 正 激 波 正激波的形成和厚度 正激波的形成 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 正 激 波 正激波的传播速度 正 激 波 蓝金—许贡纽（Raankine-Hugoiniot)公式 正 激 波 正激波前后气流参数的关系 正 激 波 正激波前后气流参数的关系 正 激 波 正激波前后气流参数的关系 正 激 波 正激波前后气流参数的关系 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。 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，阻滞气流的力，相反，气流作用在物体上也存在阻力，这种因激波存在而产生的阻力称为波阻。 波阻的大小决定于激波的强度