氣體的二維流動(dòng)

關(guān)于氣體的二維流動(dòng)第一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日第九章 氣體的二維流動(dòng)§9.1

微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐§9.2

微弱擾動(dòng)波§9.3

斜激波§9.4

激波的反射與相交§9.5

激波與邊界層的相互干擾第二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日

在空間某點(diǎn)的擾動(dòng)源上產(chǎn)生的擾動(dòng)波，在沒(méi)有任何限制的情況下，擾動(dòng)波會(huì)向四處傳播，傳播的情況根據(jù)傳播介質(zhì)的流動(dòng)狀況的不同而不同?！?.1

微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐一、氣體靜止不動(dòng)（v=0)1.擾動(dòng)波是以擾動(dòng)源為中心的同心球面2.球面波的徑向傳播絕對(duì)速度是當(dāng)?shù)氐穆曀?.擾動(dòng)波在靜止氣體中的傳播是無(wú)界的第三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.1

微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐一、氣體靜止不動(dòng)（v=0)(續(xù)）第四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.1

微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐二、氣流為亞聲速的直線均勻流（v<c)1.擾動(dòng)波是一系列的球面波2.擾動(dòng)波的各方向的傳播絕對(duì)速度是沿球面徑向向外的聲速與氣流速度的幾何和3.擾動(dòng)波在靜止氣體中的傳播是無(wú)界的第五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.1

微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐二、氣流為亞聲速的直線均勻流（v<c)（續(xù)）第六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.1

微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐三、氣流為聲速的直線均勻流（v=c)1.擾動(dòng)波是一系列的球面波2.球面波相對(duì)于氣流的傳播速度是當(dāng)?shù)氐穆曀?，牽連運(yùn)動(dòng)的氣流以同樣大小的速度把它帶向下游3.擾動(dòng)波在聲速流中的傳播是有界的，擾動(dòng)波不能逆向上游傳播第七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.1

微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐三、氣流為聲速的直線均勻流（v=c)第八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.1

微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐四、氣流為超聲速的直線均勻流（v>c)1.擾動(dòng)波是一系列的球面波2.球面波相對(duì)于氣流的傳播速度是當(dāng)?shù)氐穆曀?，牽連運(yùn)動(dòng)的氣流以大于聲速的速度把它帶向下游3.擾動(dòng)波在聲速流中的傳播是有界的，擾動(dòng)波不能逆向上游傳播，且僅能在下游有限區(qū)域內(nèi)傳播第九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.1

微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐四、氣流為超聲速的直線均勻流（v>c)第十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.1

微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐五、馬赫錐

在超聲速流中，微弱擾動(dòng)波的傳播是有界的，界限是包絡(luò)的圓錐面，圓錐面稱為馬赫錐。

馬赫錐以內(nèi)為受擾區(qū)，馬赫錐以外為無(wú)擾區(qū)第十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.2

微弱擾動(dòng)波一、膨脹波

A

O

B

Ma>1

L

dO——擾動(dòng)源OL——馬赫波

超聲速的直勻流沿O點(diǎn)向外折轉(zhuǎn)一微小角度d的壁面AOB流動(dòng)。O點(diǎn)是擾動(dòng)源，超聲速氣流經(jīng)過(guò)O點(diǎn)產(chǎn)生馬赫波OL，氣流經(jīng)過(guò)OL后也向外折轉(zhuǎn)一微小角度d。

氣流轉(zhuǎn)折后，隨著通流截面有微量的增大，超聲速氣流加速，靜壓強(qiáng)、密度和溫度都有微量的降低，故，氣流經(jīng)過(guò)馬赫波的變化過(guò)程是個(gè)膨脹過(guò)程，稱為膨脹波。1.膨脹波的形成第十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.2

微弱擾動(dòng)波一、膨脹波（續(xù)）2.繞外凸曲面的膨脹波視外凸曲面由無(wú)數(shù)微小外折轉(zhuǎn)面組成每經(jīng)過(guò)一個(gè)外折轉(zhuǎn)面形成一個(gè)膨脹波膨脹波傾角逐漸增大，是發(fā)散的。第十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.2

微弱擾動(dòng)波一、膨脹波（續(xù)）3.繞外凸折面的膨脹波無(wú)數(shù)微小外折轉(zhuǎn)面集中在O點(diǎn)組成形成的無(wú)數(shù)道膨脹波集中在壁面折轉(zhuǎn)處形成扇形膨脹區(qū)第十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.2

微弱擾動(dòng)波二、壓縮波

超聲速的直勻流沿凹壁面AOB流動(dòng)，壁面在O點(diǎn)向內(nèi)折轉(zhuǎn)一微小角度d。O點(diǎn)是擾動(dòng)源，超聲速氣流經(jīng)過(guò)O點(diǎn)產(chǎn)生馬赫波OL，氣流經(jīng)過(guò)OL后也向內(nèi)折轉(zhuǎn)一微小角度d。

氣流轉(zhuǎn)折后，隨著通流截面有微量的減小，超聲速氣流減速，靜壓強(qiáng)、密度和溫度都有微量的升高，故，氣流經(jīng)過(guò)馬赫波的變化過(guò)程是個(gè)壓縮過(guò)程，稱為壓縮波。2.壓縮波的形成O——擾動(dòng)源OL——馬赫波

A

O

B

Ma>1

L

d第十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.2

微弱擾動(dòng)波二、壓縮波（續(xù)）2.繞內(nèi)凹曲面的壓縮波視內(nèi)凹曲面由無(wú)數(shù)微小內(nèi)折轉(zhuǎn)面組成每經(jīng)過(guò)一個(gè)內(nèi)折轉(zhuǎn)面形成一個(gè)壓縮波壓縮波傾角逐漸減小，是收斂的。第十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.2

微弱擾動(dòng)波三、氣流折角的計(jì)算取封閉周線abcda為控制面，連續(xù)方程動(dòng)量方程越過(guò)左伸膨脹波，氣流速度的相對(duì)增量與氣流方向角的增量是異號(hào)的。第十七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.2

微弱擾動(dòng)波三、氣流折角的計(jì)算（續(xù)）負(fù)號(hào)屬于越過(guò)左伸膨脹波的流動(dòng)，正號(hào)屬于越過(guò)右伸膨脹波的流動(dòng)，第十八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.2

微弱擾動(dòng)波三、氣流折角的計(jì)算（續(xù)）特例：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，第十九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.3

斜激波

當(dāng)超聲速氣流沿凹曲壁面流動(dòng)時(shí)，在極限情況下包絡(luò)激波變成發(fā)自O(shè)點(diǎn)的傾斜的直激波，這種激波稱為斜激波。第二十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.3

斜激波形成斜激波的條件：激波圖線來(lái)流的法向分速必須是超聲速。用于計(jì)算斜激波前后的參數(shù)比。見(jiàn)P306的圖9-14。第二十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.4

激波的反射和相交一、激波在平直壁面上的反射正常反射非正常反射第二十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.4

激波的反射和相交二、異側(cè)激波的相交正常相交非正常相交第二十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.4

激波的反射和相交三、同側(cè)激波的相交第二十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.5

激波與邊界層的相互干擾一、激波入射到層流邊界層上層流邊界層紊流邊界層第二條反射激波第一條反射激波入射激波膨脹波分離區(qū)第二十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.5

激波與邊界層的相互干擾二、激波入射到紊流邊界層上紊流邊界層入射激波紊流邊界層反射激波紊流邊界層入射激波紊流邊界層反射激波分離區(qū)