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通过喷管、扩压器和风洞的可压缩流
10.1引言
要观察超音速下飞行器的升力、阻力的产生及绕飞行器流动的流场细节，包括激波、膨胀波的构型，可以采用以下两种方法：
（１）Conductflighttestsusingtheactualvehicle
进行实际飞行器的飞行试验
（２）Runwind-tunneltestsonasmall-scalemodel
ofthevehicle
用飞行器的缩小模型进行风洞实验
;尽管飞行试验能够提供真实飞行环境下的真实结果，但其代价非常昂贵，更重要的原因是在飞行器没有得到充分验证时进行这样的飞行试验是极其危险的。因此，在一个型号进行飞行试验前,必须对该型号飞行器的性能进行风洞实验验证,通过在地面上进行风洞实验得到大量的超音速空气动力学数据。
;在这一章我们将讨论流通过管道的可压缩流的基本气动特性，这些相关基础知识对于高速风洞，火箭发动机、喷气发动机等的设计至关重要。对于全面认识可压缩流动的特性也是必不可少的。
通过对管道内可压缩流的研究，我们主要回答如下问题:
(1)Howdoweproduceauniformflowofsupersonicgasinalaboratoryenvironment?
如何在风洞中产生均匀的超音速流动？
(2)Whatarethecharacteristicsofsupersonicwindtunnels?
超音速风洞的特征是什么？;Developmentofthegoverningequationsforquasi-one-dimensionalflow
(准一维流动控制方程的推导);;Fig.10.5Finitecontrolvolumeforquasi-one-dimensionalflow
准一维流有限控制体;Fig.10.5Finitecontrolvolumeforquasi-one-dimensionalflow;?动量方程
在定常、无粘、忽略体积力作用的假设下,积分形式的动量方程可以写成：;Fig.10.5Finitecontrolvolumeforquasi-one-dimensionalflow;Fig.10.5Finitecontrolvolumeforquasi-one-dimensionalflow;(10.5);?能量方程：
在无粘、绝热、定常并忽略体积力的假设下，积分形式的能量方程可以写成：;;将控制方程归纳如下:;在给出准一维流动求解方法之前，我们将应用于前面所得到的积分形式控制方程推导准一维流动的微分(differential)形式控制方程，并借助微分形式的控制方程推导出准一维流动的面积-速度关系式(area-velocityrelation),以了解准一维流动??一些重要物理特性。
?准一维流动的微分(differential)形式控制方程的推导：;方程（10.5）应用于右图所示的无限小控制体上。气流在站位1，面积为A处流入控制体，p、ρ、u分别为此站位的压强、密度和速度；在站位2流出控制体，x坐标增加了dx，面积为A+dA，压强、密度、速度分别为p+dp、ρ+dρ、u+du。;我们忽略所有微分的乘积，即高阶微分量，得：;将准一维流动微分形式的控制方程（differentialformofthegoverningequations）归纳入下：;下面我们用以上的微分形式控制方程推导出准一维流动的面积-速度关系式(area-velocityrelation)，并用面积-速度关系式来研究准一维流动的一些物理特性。
将方程（10.14）展开并同除以得：;假设目前没有激波出现，那么我们研究的无粘、绝热流动是等熵的,满足：;为推导清楚起见，我们将前面导出的关系式归纳如下：;(10.25);对于亚音速可压缩流动，要使流动速度增加，我们必须使管道截面收缩；要使速度减小，我们必须使管道扩张。;2、ForM1(supersonicflow),thequantityinparenthesesinEq.(10.25)ispositive.Hence,anincreaseinvelocity(positivedu)isassociated
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