第六章 膨胀波和 与激波 气体动力学 .pptVIP

微扰动在气流中的传播及马赫锥 膨胀波的形成及普朗特—迈耶流动 波的相交和反射 激波的形成及传播速度 激波计算公式 激波的相交与反射 锥面激波及其数值解 波的组合及超声速进气道的激波系;图6-1 微扰动在介质中的传播规律 ;扰动所影响的范围;图6-2(a) 直线扰动源所产生的马赫波 图6-2(b) 左伸与右伸马赫线 ;分析超声速气流物体的流动;二、普朗特—迈耶流动的形成 ;基本方程 普朗特——迈耶函数 ;1、基本方程 ;2、普朗特——迈耶函数 ;对于左伸波：;最大折转角及普朗特迈耶函数的意义;四、微弱压缩波;第二种扰动源;§6.3 波的相互作用;一、膨胀波在固体壁面上的反射与消波;二、膨胀波的相交（兰线表示）;膨胀波的相交的简化分析;三、膨胀波在自由边界上的反射;膨胀波在自由边界上反射的简化;四、膨胀波与压缩波的相交;§6.4 激波的形成及传播速度;一、激波的特点及分类;二、激波的???成过程;2、激波的形成及特点（弱波的追赶）;特点:从以上讨论可见，活塞的速度从零增加V到的过程是非常短暂的，因而气体被压缩产生的一系列压缩波聚集的过程也是非常迅速的，这种量的变化引起了质的飞跃，使激波的性质与微弱压缩波有着本质的区别。其主要表现为： a)激波是强压缩波，经过激波气流参数变化是突跃的； b)气体经过激波受到突然地、强烈地压缩，必然在气体内部造成强烈的摩擦和热传导，因此气流经过激波是绝能不等熵流动； c)激波厚度很簿激波的强弱与气流受压缩的程度（或扰动的强 弱）有直接关系。;3、基本简化; 1、激波的传播速度;可见，当激波很弱时，其传播速度为声速，这时激波已蜕 化为微压缩波了。 ;四、空中运动的物体;五、斜激波的形成;§6.5 激波计算公式;一、基本方程;状态方程;二、朗金—雨贡尼关系;朗金——雨贡尼关系式揭示了激波前后压强比、密度比、温 度比之间的关系。从式（6-18）～（6-20）可导出朗金——雨 贡尼关系式：;图 6-16 等熵压缩与激波压缩比较 ;三.普朗特关系式;结论：由普朗特关系式可知:对于正激波，波后的气流永远是亚声速的。而斜激波波前气流的法向分速必定是超声速的，波后的法向分速则是亚声速的。但斜激波后的合成速度可以是超声速的，也可以是亚声速的。;四、激波计算公式;激波前后的密度比、压强比和温度比;2.激波前后的速度系数和马赫数;3.激波前后总压和熵的变化;4.经过斜激波气流的折转角，根据图（6-22）的几何关系，;五、激波曲线和激波表;分析曲线下半支的特点;六、利用正激波表计算斜激波;（6-42） ;§6.6 激波的相交与反射;一、激波在直壁上反射为激波;二、异侧激波相交为激波;三、激波在自由边界上的反射;四、同侧斜激波的相交;§6.7 锥面激波及其数值解;一、锥面激波的特点及与平面斜激波的比较;4．由锥形流理论可以证明，在锥形激波后，通过锥顶的任一条射线（图6-25的虚线）上，各点气流参数都是相同的，即满足锥形流理论。;二、圆锥激波图线;图6-28给出了锥体表面上的 马赫数与来流马赫数 及锥体 半顶角 的关系曲线。因为锥 体表面也是一个等参数锥面， 所以锥体表面上的流动参数相 等。;图 6-29 锥形激波角随马赫数和半锥角的变化;§6.8 波的组合及超声速进气道的激波系;一、激波与膨胀波的组合;二、简单波区与非简单波区;进气道的作用是把一定的高速气流均匀地引入发动机，并满足发动机在不同条件下所需求的空气流量，同时气流在其中减速增压。 一道正激波式 外压式进气道 ;内压式进气道：为了减小进气道的外罩唇口的波阻，可以采用通道截面积先收缩后扩张的内压式超声速进气道。内压式超声速进气道的优点是外部阻力小，但主要缺点是存在着所谓的“起动”问题，因此单纯的内压式超声速进气道在实际中很少使用。 ;评价进气道的性能指标有：总压恢复系数尽可能的 高，阻力小，进气道出口的流场尽可能均匀（即畸变 小），结构简单且重量轻。