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第四章 气体膨胀波 4.1微扰动的传播 4.1.1微扰动源 连续地发出扰动的点叫扰动源， 连续地发出微扰动的点叫微扰动源。 4.1微扰动的传播 4.1.2．微扰动传播情形(4种情况) 1）点扰动源的运动速度为零 扰动向四周传播， 遍及全流场。 4.1微扰动的传播 4.1.2．微扰动传播情形 2）点扰动源运动的速度为亚音速 传播不对称，扰动 仍然向四周传播，可连 续布满全流场。 4.1微扰动的传播 4.1.2．微扰动传播情形 3）点扰动源运动的速度等于音速 扰动源速度与扰动 传播速度相同，在扰动 源运动方向上，扰动源 前方未受扰动。 扰动源处形成马赫面。 4.1微扰动的传播 4.1.2．微扰动传播情形 4）点扰动源运动的速度大于音速 扰动源速度大于 扰动传播速度。在运 动方向上扰动在后。 形成马赫锥。 4.1微扰动的传播 4.1.3 马赫波与马赫角 设马赫锥的母线与轴的夹角为(即圆锥半顶角)为μ,则 图中OA为扰动空间和寂静区的分界面，叫微扰动波（马赫波）， μ叫微扰动角（马赫角），仅存在于超音速流场中。 4.2 膨胀波的形成及其特点 4.2.1 膨胀波的形成 4.2 膨胀波的形成及其特点 4.2.1 膨胀波的形成 4.2 膨胀波的形成及其特点 4.2.1 膨胀波的形成 对于壁面有微小外凸角dδ，沿壁面流动的超音速气流也向外折转，继续沿壁面流动，折转点为扰动源。流动截面积将发生变化： 超音速流 ， 气流加速 4.2 膨胀波的形成及其特点 4.2.1 膨胀波的形成 4.2 膨胀波的形成及其特点 4.2.1 膨胀波的形成 超音速气流绕外凸壁流动的特点： 定常直匀超音速气流绕外凸壁流动时，在壁面折转处必定产生一扇形膨胀波系，有无限多道马赫波组成 气流穿过膨胀波系时，气流参数发生连续变化（速度增大，压强、温度和密度减小），但在同一条膨胀波上，所有参数保持不变 气流穿过膨胀波系的流动过程是等熵的膨胀过程 对于给定起始条件，膨胀波系中任一点的速度大小只与该点的气流方向有关 4.3 微弱压缩波 若超音速气流沿内凹壁流动，壁面向内折转一个微小的角度dδ，折转处产生马赫波，气流参数产生微小变化。 4.3 微弱压缩波 4.3 微弱压缩波 流管截面积变化为： 超音速流 ，气流减速。同时，温度、压强和密度增加，气体被压缩。 第五章 激波 5.1 概述 5.1 定义 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，而速度则突跃地下降，使气流受到突然的压缩。这种突跃的压缩波就叫激波。 5.1 概述 5.1.2 激波的形成及其特性 1）激波的形成 5.1 概述 5.1.2 激波的形成及其特性 2）激波的特性 激波厚度很小 激波为不连续的几何间断面 激波的强压缩过程为不可逆绝热过程 激波推进速度为超音速 5.1 概述 5.1.2 激波的形成及其特性 3）激波的分类 正激波 斜激波 曲线脱体激波 5.1 概述 5.1 概述 5.1 概述 5.1 概述 5.1 概述 5.1 概述 子弹穿过纸靶的激波 5.2激波前后气流参数相互关系 5.2.1 基本方程 5.2激波前后气流参数相互关系 5.2.1 基本方程 5.2激波前后气流参数相互关系 5.2.1 基本方程 5.2激波前后气流参数相互关系 5.2.2 激波前后气流参数关系式 1）激波前后速度关系式 由（1）和（4）式有 代入（2）式，再变换可得 5.2激波前后气流参数相互关系 5.2.2 激波前后气流参数关系式 1）激波前后速度关系式 由（1）和（3）式有 （6）式代入（7）式，再整理得 5.2激波前后气流参数相互关系 5.2.2 激波前后气流参数关系式 1）激波前后速度关系式 （8）式第二项为0，对应强度为0的激波 第一项为0，有 将激波前后速度投影关系式代入并化简，得 5.2激波前后气流参数相互关系 5.2.2 激波前后气流参数关系式 若激波为正激波，则可由（9）式 5.2激波前后气流参数相互关系 5.2.2 激波前后气流参数关系式 2）激波前后密度关系式 由连续方程，可得 5.2激波前后气流参数相互关系 5.2.2 激波前后气流参数关系式 2）激波前后密度关系式 M1sinβ=1， β=μ1，激波角等于马赫角，激波无限微弱，密度不变 M1sinβ→∞，空气k=1.4，密度比为1/6，激波无限强 5.2激波前后气流参数相互关系 5.2.2 激波前后气流参数关系式 3）激波前