6清华流体力学.4.ppt

知识网络构建 双原子 * * §5.3 激波理论 * * R-H关系 与正激波相同（热力学关系与运动无关） Prandtl关系 * * 斜激波前后气流参数之间的关系式 §5.3 激波理论 不仅与 和 有关，还与激波角 有关 §5.3 激波理论 * * 激波角与气流偏转角的关系 §5.3 激波理论 * * 激波角与气流偏转角的关系 讨论： 气流转角为零的情况 强解和弱解 极限偏转角 脱体激波 §5.3 激波理论 * * 斜激波的相交与反射 固壁反射： 不反射 规则反射 马赫反射 两斜激波相交 强度相同 强度不同 自由面反射 激波遇自由面反射为膨胀波 膨胀波遇自由面反射为激波 §5.3 激波理论 * * 例：超音速来流绕凹角流动产生一弱的斜激波，已知 求波后参数 第五章 气体动力学基础 * * 1. 基本方程和基本概念 2. 完全气体等熵流动的主要性质 3. 激波理论 4. 超声速气体绕凸角流动 5.完全气体变截面绝热管内准一维定常流动 §5.4 超声速气体绕凸角流动 * * 一、流动现象 绕外折角流动 连续膨胀流动 连续等熵流 --- Prandtl-Meyer 流 §5.4 超声速气体绕凸角流动 * * 二、P – M流动关系式 动量方程： 气流折转角： 气流在膨胀波前后速度向量的夹角 §5.4 超声速气体绕凸角流动 * * 二、P – M流动关系式 能量方程： 气流折转角： 气流在膨胀波前后速度向量的夹角 §5.4 超声速气体绕凸角流动 * * Prandtl – Meyer 角：气流从M=1膨胀至M时气流的转折角。 当 时， 若 ，则 气流绕凸壁面连续膨胀折转角的计算 1 1 §5.4 超声速气体绕凸角流动 * * 例：已知 的均匀超音速气流绕过 的二维凸形物面，求绕过物形后的马赫数 第五章 气体动力学基础 * * 1. 基本方程和基本概念 2. 完全气体等熵流动的主要性质 3. 激波理论 4. 超声速气体绕凸角流动 5.完全气体变截面绝热管内准一维定常流动 §5.5 完全气体变截面绝热管内准一维定常流动 * * 一、准一维定常绝热假定 流动参数在同一截面上是均匀的， 只在流动方向发生变化 外界没有热量输入，流动过程中没有化学反应和生成热， 忽略气体粘性 §5.5 完全气体变截面绝热管内准一维定常流动 * * 二、准一维绝热定常流动的基本方程 （流动连续） 连续方程 运动方程 能量方程 （完全气体） §5.5 完全气体变截面绝热管内准一维定常流动 * * 三、准一维绝热定常流动的主要性质 流速与截面积变化的关系 亚音速流动：截面积减小 ，流速增大 截面积增大 ，流速减小 超音速流动：截面积减小 ，流速减小 截面积增大 ，流速增大 管道内流速若达到音速，一定在最小截面处。 §5.5 完全气体变截面绝热管内准一维定常流动 * * 四、变截面通道内等熵流定性分析 收缩通道： 扩张通道： 收缩-扩张通道： 亚音速来流 超音速来流 §5.5 完全气体变截面绝热管内准一维定常流动 * * 五、流量公式与密流性质 流量公式 密流性质 单位面积上通过的质量流量称为“流量密度”，简称“密流”。 §5.5 完全气体变截面绝热管内准一维定常流动 * * 气体绝热等熵流动的密流性质： 在相同的滞止状态下，M = 1时密流最大。 临界截面与堵塞流量 M = 1 的截面称为临界截面，管道内最小截面叫喉部。 喉部为临界截面时的质量流量称为堵塞流量 等熵流截面积与马赫数的关系 * * 设计问题（反问题）： 给定： 求： 判断：流动等熵 查表 运行问题（正问题）： 给定： 求： 和沿程 判断：流动等熵 查表 §5.5 完全气体变截面绝热管内准一维定常流动 收缩喷管的工程设计 §5.5 完全气体变截面绝热管内准一维定常流动 * * 设计问题（反问题：如何使气体等熵达到超音速）： 给定： 求： 求解步骤如下： 利用等熵关系，根据 计算 计算