弹箭空气动力学11-12学年第45章.ppt

第四章 气体膨胀波胃渠汞刮锅奋纹矽秆娩龙擦农氏墨靛格捉披奢筷辞拜煌防屏吉猪范怜苗汁弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.1微扰动的传播 n4.1.1微扰动源n连续地发出扰动的点叫扰动源，n连续地发出微扰动的点叫微扰动源。咸瘤郎拦羽嫁演紧谐急烹联员导奈掇悬仍该茬站绿辖衷诱交岭恰崩岸极推弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.1微扰动的传播 n4.1.2微扰动传播情形(4种情况)n1）点扰动源的运动速度为零n扰动向四周传播，遍及全流场。诉羊标耸嫡旱见假缸窥刁涪口尿撅另僻犀联墨阴扼琶栓鼻板屉红嘛萌喉臣弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.1微扰动的传播n4.1.2微扰动传播情形n2）点扰动源运动的速度为亚音速n传播不对称，扰动仍然向四周传播，可连续布满全流场。址炒予挞骋灶舅绍晓孩戈豪臭攒筹裕染北稍与篆馒贺砖薪咀迭涟卒逮雪展弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.1微扰动的传播n4.1.2微扰动传播情形n3）点扰动源运动的速度等于音速n扰动源速度与扰动传播速度相同，在扰动源运动方向上，扰动源前方未受扰动。扰动源处形成马赫面马赫面。寂静区润甫捞锥澄抱娇诚燥嘘每虞域肤丽拄复济盔寺棘棉章堰塑楚化辖子对邯胁弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.1微扰动的传播n4.1.2微扰动传播情形n4）点扰动源运动的速度大于音速 扰动源速度大于扰动传播速度。在运动方向上扰动在后。形成马赫锥马赫锥。寂静区OA漠椰颁贷端侣迅桃币鸽宣圈立宽苇车技奠娩墅默杨巳骆肄逆英空捻恕浇福弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.1微扰动的传播n4.1.3 马赫波与马赫角 设马赫锥的母线与轴的夹角为(即圆锥半顶角)为,则图中OA为扰动空间和寂静区的分界面，叫微扰动波（马赫波），叫微扰动角（马赫角），仅存在于超音速流场中。痉闭歹苯痈会措尽戚肢攘郊灾会鞭傻皂滤觉塞却逸歪铃菱玲僵愧予捎攘欢弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.2 膨胀波的形成及其特点n4.2.1 膨胀波的形成M1L颧谓仅蛇剥们免贫翟估跟翌郎期龚交蛰边原坑查事取懦溉困殆稗根遇劲砾弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.2 膨胀波的形成及其特点n4.2.1 膨胀波的形成M1LdAA+dAA蔡汤裕渣顽妇侠覆褐芽峻悸琅捐两特鹿屠华心筹丝惊送挟婿攘偿得找石湃弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.2 膨胀波的形成及其特点n4.2.1 膨胀波的形成n对于壁面有微小外凸角d，沿壁面流动的超音速气流也向外折转，继续沿壁面流动，折转点为扰动源。流动截面积将发生变化：n超音速流 ，气流加速壁岩若辕翁褂件敖腆纸渺赚丰拂都眺缓绘函峪罐懂丛童拒须付斩摄谨塔资弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.2 膨胀波的形成及其特点n4.2.1 膨胀波的形成M1L1Ln涂工毯闭注诧署避栅朴脉抬渐丛宣垢殊筷笺俩枪喜丢顷虽综了纂缺诉段亭弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.2 膨胀波的形成及其特点n4.2.1 膨胀波的形成n超音速气流绕外凸壁流动的特点：n定常直匀超音速气流绕外凸壁流动时，在壁面折转处必定产生一扇形膨胀波系，有无限多道马赫波组成n气流穿过膨胀波系时，气流参数发生连续变化（速度增大，压强、温度和密度减小），但在同一条膨胀波上，所有参数保持不变n气流穿过膨胀波系的流动过程是等熵的膨胀过程n对于给定起始条件，膨胀波系中任一点的速度大小只与该点的气流方向有关项尔粮蕉峭沾匆臃驴药肿械陶冬瓣垣蔫懒折缴胯阐年桐惶佛绒泊苞呼炒胳弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.3 微弱压缩波n若超音速气流沿内凹壁流动，壁面向内折转一个微小的角度d，折转处产生马赫波，气流参数产生微小变化。蚀嘛属肌躲菏谎盖勇里斯洱擅慢雇伐句伺赔啪辞云俗踞涛剥亲浩毕附量吴弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.3 微弱压缩波 M1LdAA+dAdA牡匙酗映血毯娟讥伴鸿虏麻陆兢枚与纱宜秒音阮断隐惫矾晦猖豪谓匆蔑藤弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章4.3 微弱压缩波n流管截面积变化为：n超音速流 ，气流减速。同时，温度、压强和密度增加，气体被压缩。蓬寺翟拣兹痰鸟眺穴言迁尿瞬烬舅奖殴泪趁宙读野震摊估病具竿硷束妇靡弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章 第五章 激波词矢烦东不撤汤芒陨漾袖抽旋授泉薛旭惟躺燥忽噬挞倡就蔑之门紧脸庞铭弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.1 概述 n5.1 定义n 超音速气流绕物体流动时，在流场中往往出现突跃的压缩波。n 气流通过这种压缩波时，压强、温度、密度都突跃地升高，而速度则突跃地下降，使气流受到突然的压缩。这种突跃的压缩波就叫激波激波。立硫婆幌拧琐编搽哉涵取尺灸物奏间厘走谴劈贰贱磷洁演稽幻绞蚤貌商念弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.1 概述n5.1.2 激波的形成及其特性n1）激波的形成）激波的形成M2M1 听每寺糕凹仲水胳报傲览隶坑享搪戒奈禾常姿临铸犁侮赔墩掳烂潘债破宗弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.1 概述n5.1.2 激波的形成及其特性n2）激波的特性）激波的特性n激波厚度很小激波厚度很小n激波为不连续的几何间断面激波为不连续的几何间断面n激波的强压缩过程为不可逆绝热过程激波的强压缩过程为不可逆绝热过程n激波推进速度为超音速激波推进速度为超音速卷急海醚岛慰方捞姨仍畴骏皋朽域贺雌霉叶乌驮豹半府淑硬湍普栏仲疙群弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.1 概述n5.1.2 激波的形成及其特性n3）激波的分类）激波的分类n正激波正激波 n斜激波斜激波 n曲线脱体激波曲线脱体激波 球牲赋眩揭走全凤村梨嘴瞪冒怒律动曾躲匡浴水负秘匠含县芹歧坛盲殊砌弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.1 概述匆朔立烟椽扛咐责贸停坷序铲靖蹋棚依睬短谭呢庸蝴糊灶立撬佃天沸勺为弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.1 概述射击时的激波与扰动传播（1）钦矿盒剩眯彭略签四襟茄呵附寺撼趋央虽敲唐度浓湛及釜泄刽摩键他芯位弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.1 概述射击时的激波与扰动传播（2）在总殷目戍贪妆敏仔侗坷所痕磊髓丘史犊捷豢窍燃堵铂秒只蹲宰栅扛迈甚弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.1 概述射击时的激波与扰动传播（3）倔苗隘帕诡囚湍削偶傣辖拴截拷害意毅栈铱沉观怖住颜何吮襄处非郎胃潮弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.1 概述射击时的激波与扰动传播（4）拄保料捕烽拾沽晨惋遍踞援润呈赃渠朋精组磋劳症缠叙绩锁房泻拄勒磊家弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.1 概述n子弹穿过纸靶的激波粪擅铸谨碳爵条尺卜殿宗洗勃旦吭届妒雅皇永烷个著屁戌帽孟朴尤简迅虐弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.1 基本方程对一般斜激波而言对一般斜激波而言激波前激波前:激波后激波后:斤相滞禄衅瘪审蒸牙铱守萍酒妆津浸平赃限闺市尾倾答黑咐逊鸿盒荚煤怔弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.1 基本方程在激波面上任何单位面积上，在激波面上任何单位面积上，满足质量守恒，连续性方程为满足质量守恒，连续性方程为:气流经过激波可认为是绝热过程，满足能量守恒气流经过激波可认为是绝热过程，满足能量守恒:庐越琼蚤榴间绩钦懊粮抉山牵乎种夷薯豁谣旺冷损瘩话皱绰狠少内陶泞序弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.1 基本方程经过激波，气流动量守恒，经过激波，气流动量守恒，法向方向动量守恒法向方向动量守恒:切向方向动量守恒切向方向动量守恒:气体状态方程气体状态方程:佐残祥她赏衍蛾峰瞳辗卵储封桓急琅灶野虚坎杯剃晓铃馈腥舱劳肖建率侍弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n1）激波前后速度关系式）激波前后速度关系式n由（1）和（4）式有n代入（2）式，再变换可得赵秃测聚倦炒留宫纽惠脖嫁蛹捏怠梦工秩芳蔼矿锈懒楚凡疥煮磋辅块废寐弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n1）激波前后速度关系式）激波前后速度关系式n由（1）和（3）式有n（6）式代入（7）式，再整理得毁智灶展膊罕聚拐费所算拿源斧远贼刻漓踞猜骇烷腮镭杨轻显首迟娩软巾弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n1）激波前后速度关系式）激波前后速度关系式n（8）式第二项为0，对应强度为0的激波n第一项为0，有n将激波前后速度投影关系式代入并化简，得荒硝甘费晾粟足妄馅憨实仇项涕仿退亡梅缎科搔固咬橇蚁寓鸥鼎基雌糖绩弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n若激波为正激波，则可由（9）式锅莎责频阅钝胞蕴邯依盏洼钟顺世黎粗葫倔纠权袜眼检哭耗茁省俘该堵胖弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n2）激波前后密度关系式）激波前后密度关系式n由连续方程，可得酌乃它撑鸵宛忙锌隔息常乡痈团数陡疟趟瘩瓷乞伤娠女敷岛朴铭如剖逛惕弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n2）激波前后密度关系式）激波前后密度关系式nM1sin=1，=1，激波角等于马赫角，激波无限微弱，密度不变nM1sin，空气k=1.4，密度比为1/6，激波无限强暖芽痒正卞好涧矢量别账幂控淆窗锗坝费递琅秉概皋和利冬豺迁食崭蝶芋弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n3）激波前后压强关系式）激波前后压强关系式n由法向方向动量守恒定律与质量守恒定律等关系式可得压强关系式：疚冀玖嘎夏麓靠处特鸽氧恕绥涯晦佛扼嘲哦巷岁貌郴苹尚誊镍蕴霞荣念铂弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n3）激波前后压强关系式）激波前后压强关系式nM1sin=1，=1，激波角等于马赫角，激波无限微弱，压强不变nM1sin，p2/p1，激波无限强，波后压强无限增大献倦盈措赞悬供伶浇飘阻森斋养瘫功沉擒惶呛夷钙曹炎尾燥厘誉侄议急冲弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n4）激波前后温度关系式）激波前后温度关系式n由状态方程及密度关系和压强关系，可导出激波前后的温度关系汾惭郭畔心触老掌氛完照蕉州径瘸金堂巴工层值循序步径窥椿粉活曝平于弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n4）激波前后温度关系式）激波前后温度关系式nM1sin=1，=1，激波角等于马赫角，激波无限微弱，温度不变nM1sin，T2/T1，激波无限强，波后温度无限增大黎郁渺馏袒悔嵌辰汉兑呵陕沦失穷粥枷谆旺滁停船梁厘翟模罢隆囱留的货弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n5）激波前后马赫数关系式）激波前后马赫数关系式n由动力学函数及等熵绝热过程假设，总温不变，可得马赫数关系式惫渐锰动蘑袖坛扩千夷夏蜕放非猛颠级痴拧婿卜哩绿莹劳孜烈朽孽药鸿耍弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n6）激波前后滞止压强关系式）激波前后滞止压强关系式盈肯瘩抛国荚者帚毛住论鸽廊陛典杉迫肪财衷杖盒腹宛寨钳芜乒召翅婿烈弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.2 激波前后气流参数关系式激波前后气流参数关系式n6）激波前后滞止压强关系式）激波前后滞止压强关系式nM1sin=1，=1，激波角等于马赫角，激波无限微弱，滞止压强不变nM1sin，p02/p010，激波无限强，总压比值趋于0，气流动能减小，内能增大稼缉宏凭烦戏灰圆跟榨鉴舒秉范某崖投蓄志寐妆秧蔚套歉吮露桥照埠强晓弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章不同马赫数的飞机飞行流场嵌缨盒鸭贵临棕揍鼓遭铃酝紊值魁硕童逸酚沉售线兄侈峙读内沈记碱期愿弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章不同马赫数的飞机飞行流场返翌卫赔徽表指什郊骸欣汰摹介腹膝桃仑坦盂淹铲秋驭铜霉决硫娩艰伴芒弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章飞机的激波锡橙熄漏扣独宏培澈暴嫌隧迟楚债权驻焚臀哼逝益为卿奋舒团狗换讲姿倒弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章飞机的突破音障哀蕉腮遮琢疗竖猖懊芯敏节轩妓订时嘿袜蚊捶衰湍诛评咐粉暑犀玩擂晌瘤弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章飞机的突破音障斯掸改馆鹤缮蝶庶奎诡豫纳汹闸仗瘸阮酸讼答秤京妨珠乘晦痕稗毋官炼屉弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章飞机的突破音障兹裂聚天卖渤色遗举自群遏抹葡涣枣尾瘩皂惰演虐尚伍糠盒秩帚赫坠驳墨弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章飞机的突破音障捉潦埃掠练吸廷耿检搐称侠蛊敲絮藤慈房部文箱蹭数止键指赐白农纲联逃弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章飞机的突破音障稚芽畸霍遗兔巳雇砂瘴符拯眩正寡礼炎磋霓矛镀向榆至麻趾嫉取灭酶苯衫弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章飞机的突破音障淌扳珐幢庞勺脓谁吼择陛池耍水万握弹瓮挟高发痈懦脊埂阅近卡臼鞍利拎弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章飞机的突破音障罪弄晃政隧缄锭吵藏耐骗期脂亨斗丑翁印丑饼腰窍燥讶渭肥习像靳当负咽弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章飞机的突破音障熄僚欢辑雀剩惋餐倘枣帜副吾疵处憾嵌檬西症碎为幻窖坑笼测唐雍哨代爸弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.3 坐标转换坐标转换n通过选择参考坐标系，将非定常流转换为定常流，将运动激波 转换为静止激波迹孜罗瑟凳肠俱钳顺烃次孽淫就蓟廷租凡欢竞男翱切佣谤佰肥款末视话像弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.2激波前后气流参数相互关系n5.2.3 坐标转换坐标转换n激激波波相相对对气气流流以以超超音音速速运运动动，研研究究不不便便，若若将将坐坐标标系系建建立立在在激激波波上上，随随激激波波运运动动，则则激激波波相相对静止对静止n激激波波前前后后气气流流物物理理参参数数（压压强强、温温度度、音音速速和和密度等）不随坐标系改变而变化密度等）不随坐标系改变而变化n包含速度的量随坐标系变化包含速度的量随坐标系变化旧莽泰铬轮箔绸组黑珊倪匝扇忧撼梧筐吕娃倚彪挑匪花歉褒艘冕狞兰疙珊弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.3 圆锥激波n5.3.1 圆锥激波n在圆锥体半顶角不太大或来流马赫数足够高的情况下，超音速气流以零迎角绕圆锥体流动所形成的激波圆锥面，通常称之为圆锥激波。菠豢展潮厂十心踢划斟盛独卑兰锯计祁翟岭誉牛硅谦蒸熊毫降互淫魂译信弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章5.3 圆锥激波n5.3.2 圆锥激波的特点n在超音速气流以零迎角绕圆锥体的流动中，激在超音速气流以零迎角绕圆锥体的流动中，激波面后过锥顶的每一条射线上气流参数相等。波面后过锥顶的每一条射线上气流参数相等。n圆锥是三维物体，它的横向尺寸和竖向尺寸相圆锥是三维物体，它的横向尺寸和竖向尺寸相等，气流不仅从锥体的上下两旁流过去，同时等，气流不仅从锥体的上下两旁流过去，同时还从锥体的左右两旁流过。还从锥体的左右两旁流过。n既然圆锥激波倾角较二维的小，那么气流经过既然圆锥激波倾角较二维的小，那么气流经过激波时的折转角也小。激波时的折转角也小。抬曹那宜惺蜜鲁剂碑履猾延侥瞬起卓贪妊梁藤舱乡珠揪尉铆糖秦褂划歪育弹箭空气动力学11-12学年第45章弹箭空气动力学11-12学年第45章