彈箭空氣動力學11-12學年第45章

第四章氣體膨脹波彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!4.1微擾動的傳播4.1.1微擾動源連續(xù)地發(fā)出擾動的點叫擾動源，連續(xù)地發(fā)出微擾動的點叫微擾動源。彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!4.1微擾動的傳播4.1.2．微擾動傳播情形(4種情況)1）點擾動源的運動速度為零擾動向四周傳播，遍及全流場。彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!4.1微擾動的傳播4.1.2．微擾動傳播情形2）點擾動源運動的速度為亞音速傳播不對稱，擾動仍然向四周傳播，可連續(xù)布滿全流場。彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!4.1微擾動的傳播4.1.2．微擾動傳播情形4）點擾動源運動的速度大于音速擾動源速度大于擾動傳播速度。在運動方向上擾動在后。形成馬赫錐。寂靜區(qū)OA彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!4.2膨脹波的形成及其特點4.2.1膨脹波的形成M>1μL彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!4.2膨脹波的形成及其特點4.2.1膨脹波的形成對于壁面有微小外凸角dδ，沿壁面流動的超音速氣流也向外折轉，繼續(xù)沿壁面流動，折轉點為擾動源。流動截面積將發(fā)生變化：超音速流，氣流加速彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!4.2膨脹波的形成及其特點4.2.1膨脹波的形成超音速氣流繞外凸壁流動的特點：定常直勻超音速氣流繞外凸壁流動時，在壁面折轉處必定產(chǎn)生一扇形膨脹波系，有無限多道馬赫波組成氣流穿過膨脹波系時，氣流參數(shù)發(fā)生連續(xù)變化（速度增大，壓強、溫度和密度減?。谕粭l膨脹波上，所有參數(shù)保持不變氣流穿過膨脹波系的流動過程是等熵的膨脹過程對于給定起始條件，膨脹波系中任一點的速度大小只與該點的氣流方向有關彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!4.3微弱壓縮波M>1μLdδAA+dAdδA’彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!第五章激波彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!5.1概述5.1.2激波的形成及其特性1）激波的形成M2<M1彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!5.1概述5.1.2激波的形成及其特性3）激波的分類正激波斜激波曲線脫體激波

彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!5.1概述射擊時的激波與擾動傳播（1）彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!5.1概述射擊時的激波與擾動傳播（3）彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!5.1概述子彈穿過紙靶的激波彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.1基本方程在激波面上任何單位面積上，滿足質(zhì)量守恒，連續(xù)性方程為:氣流經(jīng)過激波可認為是絕熱過程，滿足能量守恒:彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式1）激波前后速度關系式由（1）和（4）式有代入（2）式，再變換可得彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式1）激波前后速度關系式（8）式第二項為0，對應強度為0的激波項為0，有將激波前后速度投影關系式代入并化簡，得彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式2）激波前后密度關系式由連續(xù)方程，可得彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式3）激波前后壓強關系式由法向方向動量守恒定律與質(zhì)量守恒定律等關系式可得壓強關系式：彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式4）激波前后溫度關系式由狀態(tài)方程及密度關系和壓強關系，可導出激波前后的溫度關系彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式5）激波前后馬赫數(shù)關系式由動力學函數(shù)及等熵絕熱過程假設，總溫不變，可得馬赫數(shù)關系式彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式6）激波前后滯止壓強關系式M1sinβ=1，β=μ1，激波角等于馬赫角，激波無限微弱，滯止壓強不變M1sinβ→∞，p02/p01→0，激波無限強，總壓比值趨于0，氣流動能減小，內(nèi)能增大彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!不同馬赫數(shù)的飛機飛行流場彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!飛機的突破音障彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!飛機的突破音障彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!飛機的突破音障彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!飛機的突破音障彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.3坐標轉換通過選擇參考坐標系，將非定常流轉換為定常流，將運動激波轉換為靜止激波彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!5.3圓錐激波5.3.1圓錐激波在圓錐體半頂角不太大或來流馬赫數(shù)足夠高的情況下，超音速氣流以零迎角繞圓錐體流動所形成的激波圓錐面，通常稱之為圓錐激波。彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!4.1微擾動的傳播4.1.2．微擾動傳播情形3）點擾動源運動的速度等于音速擾動源速度與擾動傳播速度相同，在擾動源運動方向上，擾動源前方未受擾動。擾動源處形成馬赫面。寂靜區(qū)彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!4.1微擾動的傳播4.1.3馬赫波與馬赫角設馬赫錐的母線與軸的夾角為(即圓錐半頂角)為μ,則圖中OA為擾動空間和寂靜區(qū)的分界面，叫微擾動波（馬赫波），μ叫微擾動角（馬赫角），僅存在于超音速流場中。彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!4.2膨脹波的形成及其特點4.2.1膨脹波的形成M>1μLdδAA+dAA’彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!4.2膨脹波的形成及其特點4.2.1膨脹波的形成M>1μL1Ln彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!4.3微弱壓縮波若超音速氣流沿內(nèi)凹壁流動，壁面向內(nèi)折轉一個微小的角度dδ，折轉處產(chǎn)生馬赫波，氣流參數(shù)產(chǎn)生微小變化。彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!4.3微弱壓縮波流管截面積變化為：超音速流，氣流減速。同時，溫度、壓強和密度增加，氣體被壓縮。彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!5.1概述5.1定義超音速氣流繞物體流動時，在流場中往往出現(xiàn)突躍的壓縮波。氣流通過這種壓縮波時，壓強、溫度、密度都突躍地升高，而速度則突躍地下降，使氣流受到突然的壓縮。這種突躍的壓縮波就叫激波。彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!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為不連續(xù)的幾何間斷面激波的強壓縮過程為不可逆絕熱過程激波推進速度為超音速彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!5.1概述彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!5.1概述射擊時的激波與擾動傳播（2）彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!5.1概述射擊時的激波與擾動傳播（4）彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.1基本方程對一般斜激波而言激波前:激波后:彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.1基本方程經(jīng)過激波，氣流動量守恒，法向方向動量守恒:切向方向動量守恒:氣體狀態(tài)方程:彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式1）激波前后速度關系式由（1）和（3）式有（6）式代入（7）式，再整理得彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式若激波為正激波，則可由（9）式彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式2）激波前后密度關系式M1sinβ=1，β=μ1，激波角等于馬赫角，激波無限微弱，密度不變M1sinβ→∞，空氣k=1.4，密度比為1/6，激波無限強彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式3）激波前后壓強關系式M1sinβ=1，β=μ1，激波角等于馬赫角，激波無限微弱，壓強不變M1sinβ→∞，p2/p1→∞，激波無限強，波后壓強無限增大彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式4）激波前后溫度關系式M1sinβ=1，β=μ1，激波角等于馬赫角，激波無限微弱，溫度不變M1sinβ→∞，T2/T1→∞，激波無限強，波后溫度無限增大彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.2激波前后氣流參數(shù)關系式6）激波前后滯止壓強關系式彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!不同馬赫數(shù)的飛機飛行流場彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!飛機的激波彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!飛機的突破音障彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!飛機的突破音障彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!飛機的突破音障彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!飛機的突破音障彈箭空氣動力學11-12學年第45章共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!5.2激波前后氣流參數(shù)相互關系5.2.3坐標轉換激波相對氣流以超音速運動，研究不便，若將坐標系建立在激波上，隨激波運動，則激波相對