上電院工程流體力學(xué)課件第9章 氣體的二維流動(dòng)VIP

氣體的二維流動(dòng)微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐氣體靜止不動(dòng)（v=0)擾動(dòng)波是以擾動(dòng)源為中心的同心球面球面波的徑向傳播絕對(duì)速度是當(dāng)?shù)氐穆曀贁_動(dòng)波在靜止氣體中的傳播是無(wú)界的微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐氣體靜止不動(dòng)（v=0)微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐氣流為亞聲速的直線均勻流靜止不動(dòng)（v<c)擾動(dòng)波是一系列的球面波擾動(dòng)波的各方向的傳播絕對(duì)速度是沿球面景象向外的聲速與氣流速度的幾何和擾動(dòng)波在亞聲速氣流中的傳播是無(wú)界的微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐氣流為亞聲速的直線均勻流靜止不動(dòng)（v<c)微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐氣流為聲速的直線均勻流靜止不動(dòng)（v=c)擾動(dòng)波是一系列的球面波球面波相對(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微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐氣流為聲速的直線均勻流靜止不動(dòng)（v=c)微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐氣流為聲速的直線均勻流靜止不動(dòng)（v>c)擾動(dòng)波是一系列的球面波球面波相對(duì)于氣流的傳播速度是當(dāng)?shù)氐穆曀伲瑺窟B運(yùn)動(dòng)的氣流以大于聲速的速度把它帶向下游擾動(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)傳播微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐氣流為聲速的直線均勻流靜止不動(dòng)（v>c)微弱擾動(dòng)在空間的傳播馬赫錐馬赫錐

在超聲速流中，微弱擾動(dòng)波的傳播是有界的，界限就是馬赫錐。馬赫錐以內(nèi)為受擾區(qū)，馬赫錐以外為無(wú)擾區(qū)微弱擾動(dòng)波膨脹波

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。

A

O

B

Ma>1

L

d

O——擾動(dòng)源OL——馬赫波微弱擾動(dòng)波膨脹波多個(gè)微小外折轉(zhuǎn)壁面上的膨脹波左伸扇形膨脹波微弱擾動(dòng)波壓縮波

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。

A

O

B

Ma>1

L

d

O——擾動(dòng)源OL——馬赫波微弱擾動(dòng)波壓縮波

多個(gè)微小內(nèi)折轉(zhuǎn)壁面上的壓縮波內(nèi)凹曲壁面上的壓縮波系微弱擾動(dòng)波氣流折轉(zhuǎn)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。微弱擾動(dòng)波氣流折轉(zhuǎn)角的計(jì)算負(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)，微弱擾動(dòng)波氣流折轉(zhuǎn)角的計(jì)算特例：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，斜激波斜激波斜激波當(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。斜激波斜激波形成斜激波的條件來(lái)流的法向分速必須是超聲速。激波圖線用于計(jì)算斜激波前后的參數(shù)比。見(jiàn)P306的圖9-14。激波的反射和相交激波在平直壁面上的反射正常反射

非正常反射激波的反射和相交異側(cè)激波的相交正常相交

非正常相交激波的反射和相交同側(cè)激波的相交激波的反射和相交激波在自由邊界上的反射激波與邊界層的相互干擾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)激波與邊界層的相互干擾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