Resolver para parámetros críticos en flujos supersónicos: Formación de Maquillaje Número y onda de choque

Los flujos supersónicos se caracterizan por velocidades superiores a la velocidad del sonido en un medio. Entender los parámetros críticos, como el número Mach y la formación de ondas de choque, es esencial para analizar y diseñar sistemas aerodinámicos de alta velocidad.

Número de máquina en los flujos supersónicos

El número Mach es una cantidad sin dimensiones que representa la relación de la velocidad de un objeto a la velocidad local del sonido. Se calcula como M = v / a], donde v es la velocidad de flujo y a] es la velocidad del sonido.

En flujos supersónicos, el número Mach supera 1.0. A medida que el número Mach aumenta, las propiedades de flujo como presión, temperatura y densidad cambian significativamente, afectando el comportamiento del flujo alrededor de los objetos.

Formación de ondas de choque

Las ondas son discontinuidades abruptas en el flujo donde las propiedades como presión, temperatura y densidad aumentan marcadamente. Se forman cuando la velocidad de flujo supera la velocidad local del sonido, causando que las ondas de compresión se coalescen en una onda de choque.

Las ondas de choque pueden clasificarse como oblicuas o normales, dependiendo de su orientación relativa al flujo. Las ondas de choque normales se enfrentan directamente al flujo y provocan una disminución repentina en el número Mach, mientras que las ondas de choque oblicuas se inclinan y dan como resultado un cambio en la dirección de flujo.

Calculando parámetros críticos

Determinando el número Mach en el que se forman ondas de choque implica analizar las condiciones de flujo y aplicar las relaciones de choque. El número de Mach crítico es el número mínimo de Mach en el que aparece una onda de choque en una configuración de flujo determinada.

Las ecuaciones clave incluyen las relaciones normales de choque, que se refieren a las propiedades de flujo de corriente y aguas abajo. Por ejemplo, la relación de presión en un choque normal se da por:

P2 / P1 = 1 + 2γ / (γ + 1) * (M12 - 1)

donde γ] es la relación de calor específica y M1] es el número de Maquiatría de corriente.