震波和激波

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/28 01:21:28
震波和激波是一回事吗?它们有什么区别和联系呢?
百度百科我自己会用,希望有专业人士来给我解释一下这两种波的联系。

震波属于紊流的一种传播形式。如同其他通常形式下的波动,震波也可以通过介质传输能量。在某些不存在物理介质的特殊情况下,震波可以通过场,如电磁场来传输能量。震波的主要特点表现为介质特性(如压力、温度、或速度)在震波前后发生了一个像正的阶梯函数般的突然变化。与此相应的负的阶跃则为膨胀波。声学震波其速度一般高于通常波速(在空气中即音速)。
不像孤波(另一种形式的非线性波),震波随距离的增加耗散很快。而且,膨胀波总是伴随著震波,并最终与震波合并。这部分抵消了震波的影响。声爆,一种超音速飞机通过时产生的声学现象,即是由震波——膨胀波对的耗散和烟灭所产生的。
激波是运动气体中的强压缩波。气体中微弱扰动是以当地音速向四周传播的。物体以亚音速运动时,扰动传播速度比物体运动速度大,所以扰动集中不起来,这时整个流场上流动参数(包括流速、压强等)的分布是连续的。而当物体以超音速运动时,扰动来不及传到物体的前面去,结果前面的气体受到运动物体突跃式的压缩,形成集中的强扰动,这时出现一个压缩过程的界面,称为激波。经过激波,气体的压强、密度、温度都会突然升高,流速则突然下降。压强的跃升产生可闻的爆响。如飞机在较低的空域中作超音速飞行时,地面上的人可以听见这种响声,即所谓音爆。利用经过激波气体密度突变的特性,可以用光学仪器把激波拍摄下来(见风洞测量方法)。理想气体的激波没有厚度,是数学意义的不连续面。实际气体有粘性和传热性,这种物理性质使激波成为连续式的,不过其过程仍十分急骤。因此,实际激波是有厚度的,但数值十分微小,只有气体分子自由程的某个倍数,波前的相对超音速马赫数越大,厚度值越小。在激波内部有气体与气体之间的摩擦存在,使一部分机械能转变为热能。所以激波的出现意味着机械能的损失和波阻力的产生。因此在设计飞行器时,一般应避免激波的出现或减弱激波强度。激波就其形状来分有正激波、斜激波、离体激波、圆锥激波等。
正激波 激波的波阵面与来流垂直。超音速气流经正激波后,速度突跃式地变为亚音速,经过激波的流速指向不变。图a [激波]曲线激波中的中间一段是正激波。此外,在超音速的管道流动中也可以出现正激波。
斜激波 波阵面与来流不垂直。图a [激波]曲线激波中除中间一小段是正激波外,其余部分都是斜激波,与正激波相比,气流经过斜激波时变化较小,或者说斜