Отражение Маха
Отражение Маха — это эффект сверхзвуковой гидродинамики, названный в честь Эрнста Маха , и представляет собой ударной волны, схему отражения включающую три ударных волны.
Введение
[ редактировать ]Отражение Маха может существовать в установившихся, псевдостационарных и нестационарных потоках. При распространении ударной волны, движущейся с постоянной скоростью, по твердому клину поток, создаваемый ударной волной, сталкиваетсяна клине, тем самым создавая второй отраженный скачок, который гарантирует, что скоростьпоток параллелен поверхности клина. Если смотреть в кадре точки отражения, этоТечение локально стационарное, и его называют псевдостационарным. Когдаугол между клином и основным скачком достаточно велик, одиночный отраженныйударная волна не способна повернуть поток в направление, параллельное стенке, и перейти на Махапроисходит отражение. [1]
В ситуации установившегося потока, если клин поместить в устойчивый сверхзвуковой поток в такойспособ, при котором его наклонный удар ударяется о плоскую стену, параллельную набегающему потоку,ударная волна поворачивает поток к стенке, и для поворота потока требуется отраженный скачокназад в направлении, параллельном стене. Когда угол удара превышает определенное значение,Отклонение, достижимое одним отраженным скачком, недостаточно для того, чтобы повернуть поток обратно внаблюдается направление, параллельное стенке, и переход к маховскому отражению. [1]
Отражение Маха состоит из трех скачков: падающего скачка, отраженного скачка и стержня Маха, а также плоскости скольжения. Точка, где встречаются три толчка, известна как «тройная точка» в двух измерениях или толчок в трех измерениях. [2]
Типы отражения Маха
[ редактировать ]Единственный тип отражения Маха, возможный в установившемся потоке, - это прямое отражение Маха, при котором ножка Маха выпукла в сторону от набегающего потока, а плоскость скольжения наклонена к отражающей поверхности.
По новым результатам [3] [4] [5] появилась новая конфигурация ударных волн - конфигурация с отрицательным углом отражения в установившемся потоке. Численное моделирование демонстрирует две формы этой конфигурации: одну с изогнутой отраженной ударной волной и нестабильную конфигурацию с двойным Маха, в зависимости от пути перехода.
В псевдостационарных течениях тройная точка удаляется от отражающей поверхности и отражение является прямомаховым. В нестационарных течениях также возможно, что тройная точка остается неподвижной относительно отражающей поверхности (стационарное отражение Маха) или движется к отражающей поверхности (отражение обратного Маха). При обратном отражении Маха ножка Маха выпукла в сторону набегающего потока, а плоскость скольжения отклоняется от отражающей поверхности. Каждая из этих конфигураций может предполагать одну из следующих трех возможностей: отражение одного Маха, отражение переходного типа и отражение двойного Маха. [2]
См. также
[ редактировать ]- Газодинамика
- Ударная волна
- Shock Polar — это графический инструмент, позволяющий определить, происходит ли отражение Маха.
Ссылки
[ редактировать ]- Чепмен, CJ (2000). Высокоскоростной поток . ЧАШКА . ISBN 978-0-521-66169-0 .
- Андерсон, Джон Д. младший (январь 2001 г.) [1984]. Основы аэродинамики (3-е изд.). McGraw-Hill Наука/инженерное дело/математика . ISBN 978-0-07-237335-6 .
- ^ Перейти обратно: а б «Переход между регулярным отражением и отражением Маха в области двойного решения» (PDF) . 2007 . Проверено 13 августа 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б Бен-Дор, Габи (2007). Явления отражения ударной волны (2-е изд.). Спрингер . ISBN 978-3-540-71381-4 .
- ^ Гавренков С.А.; Гвоздева, Л.Г. (2012). «Численное исследование возникновения неустойчивости тройных ударных конфигураций в установившихся сверхзвуковых потоках газа» . Письма по технической физике . 38 (6): 587–589. Бибкод : 2012ТеФЛ..38..587Г . дои : 10.1134/S1063785012060223 .
- ^ Гвоздева, Л.Г.; Гавренков С.А. (2013). «Влияние показателя адиабаты на переключение между различными типами отражения ударных волн в установившемся сверхзвуковом потоке газа» . Техническая физика . 58 (8): 1238–1241. Бибкод : 2013JTePh..58.1238G . дои : 10.1134/S1063784213080148 .
- ^ Гвоздева, Л.Г.; Гавренков С.А. (2012). «Формирование тройных ударных конфигураций с отрицательным углом отражения в установившихся течениях» . Письма по технической физике . 38 (4): 372–374. Бибкод : 2012ТеФЛ..38..372Г . дои : 10.1134/S1063785012040232 .