理论教育 斜激波的法向速度分量突变关系式及朗金雨贡纽关系式

斜激波的法向速度分量突变关系式及朗金雨贡纽关系式

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据质量守恒,可以得到图3.14斜激波图3.14斜激波其中, u1n 与 u2n 为波前与波后法向速度分量。将式与式联立后可得可见,激波前后切向流动速度不变,只有法向速度分量发生突变。将式与式联立,并考虑到7. 激波角β 与偏转角θ 的关系如前所述,在斜激波关系式中,激波角β 是普遍存在的。显然,斜激波的朗金雨贡纽关系式与正激波是一致的。

斜激波的法向速度分量突变关系式及朗金雨贡纽关系式

不同于正激波,斜激波与来流之间的夹角β < 90°。产生斜激波的典型情形为超声速来流流过楔形体后发生偏转,如图3.14 所示。相比于正激波,斜激波受到阻挡后的流动偏转角θ 较小。根据质量守恒,可以得到

图3.14 斜激波

其中, u1n 与 u2n 为波前与波后法向(垂直于斜激波)速度分量。由切向(平行于斜激波)动量守恒可知

其中, u1t 与 u2t 为波前与波后切向速度分量。将式(3.138)与式(3.139)联立后可得

可见,激波前后切向流动速度不变,只有法向速度分量发生突变。因此,我们可以把斜激波看作是相对于法向速度分量的正激波。这样,我们可以通过把马赫数M1a 代换成法向马赫数Ma1 ·sinβ,直接将正激波的流动关系式改写为斜激波流动关系。

1. 压强比 p 2/p1

2. 速度比u2 n/u1n

3. 密度比 ρ 21

4. 温度比 T2 /T1

5. 波后马赫数Ma2

首先,定义法向马赫数为(www.daowen.com)

将Ma1n 和Ma2n 分别代入正激波马赫数关系式(3.121)中的Ma1 和Ma2 可得

式(3.147)中既包含激波角β ,又包含流动偏转角θ 。实际上,考虑到激波前后总温不变,可以得到

代入温度比关系式(3.144)可得

6. 总压比p0 2/p01

7. 激波角β 与偏转角θ 的关系

如前所述,在斜激波关系式中,激波角β 是普遍存在的。然而,目前为止,我们还不清楚激波角β 的表达式。从激波形成的机理来看,激波角β 取决于偏转角θ 以及来流马赫数Ma1 。将式(3.140)与式(3.142)联立,并考虑到

可以得出

8. 朗金−雨贡纽关系式

将式(3.141)与式(3.143)联立后消去Ma1 sinβ 可得

显然,斜激波的朗金−雨贡纽关系式与正激波是一致的。也就是说,朗金−雨贡纽关系式对于激波前后流动参数比值关系具有普适性,与具体的偏转角大小无关。

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