Возникновение ударной волны

Пусть в точке к фокусируются характеристики пучка акк. Пересечение характеристик вызывает возникновение ударной волны кп. Отражение возмущений реализуется либо в виде пучка характеристик 1кд, либо в виде ударной волны, идущей в том же направлении [29]. Второй случай здесь рассматриваться не будет. Линия к/ представляет контактный разрыв. Величины а, д, р постоянны в областях аЛп, кк1, gkf и /кп, если иметь в виду бесконечно малую окрестность точки к. Для функций в этих областях будем использовать, соответственно, индексы О, 1, 2 и 3. [c.54]

Предположения tp ip) = вариационным задачам. Первое предположение указывает на недопустимость ударных волн в области аЬс, второе допускает возникновение ударных волн в этой области. Обе задачи имеют определенный смысл. Сформулируем их и рассмотрим каждую в отдельности. [c.69]

Подчеркнем здесь следующее обстоятельство. Наличие ударных волн приводит к возрастанию энтропии при таких движениях, которые можно рассматривать во всем пространстве как движение идеальной жидкости, не обладающей вязкостью и теплопроводностью. Возрастание энтропии означает необратимость движения, т. е. наличие диссипации энергии. Таким образом, разрывы представляют собой механизм, который приводит к диссипации энергии при движении идеальной жидкости. В связи с этим для движения тел в идеальной жидкости, сопровождающегося возникновением ударных волн, не имеет места парадокс Даламбера ( 11)—при таком движении тело испытывает силу сопротивления. [c.459]

Образование разрывов в звуковой волне представляет собой пример самопроизвольного возникновения ударных волн в отсутствии каких бы то ни было особенностей во внешних условиях движения. Следует подчеркнуть, что хотя ударная волна может самопроизвольно возникнуть в некоторый дискретный момент времени, она не может столь же дискретным образом исчезнуть. Раз возникнув, ударная волна затухает в дальнейшем лишь асимптотически при неограниченном увеличении времени. [c.537]

Простые соображения показывают, что при обтекании произвольного тела сверхзвуковым потоком перед телом возникает ударная волна. Действительно, в сверхзвуковом потоке возмущения, обусловленные наличием обтекаемого тела, распространяются только вниз по течению. Поэтому натекающий на тело однородный сверхзвуковой поток должен был бы доходить до самого переднего конца тела невозмущенным. Но тогда на поверхности этого конца нормальная компонента скорости газа была бы отличной от нуля в противоречии с необходимым граничным условием. Выходом из этого положения может являться только возникновение ударной волны, в результате чего движение газа между нею и передним концом тела становится дозвуковым. [c.638]

Помимо самого факта необходимости возникновения ударных волн, можно еще утверждать, что при сверхзвуковом обтекании конечного тела на больших расстояниях от него во всяком случае должны иметься две следующие друг за другом ударные волны (Л. Ландау, 1945). Действительно, на больших расстояниях от тела вызываемые им возмущения слабы и поэтому их можно рассматривать как цилиндрическую звуковую волну, расходящуюся от оси X, проходящей через тело параллельно направлению обтекания рассматривая, как это мы везде делаем, движение в той системе координат, в которой тело покоится, мы будем иметь волну, в которой роль времени играет x/vu а роль [c.640]

Таким образом всякий импульс, в котором скорости частиц возрастают не мгновенно, но достигают значений, превосходящих скорость звука в газе, превращается в ударную волну. Так происходит, например, образование ударной волны при взрыве, когда давление образовавшихся при взрыве газов возрастает хотя и очень быстро, но все же с конечной скоростью. Но независимо от механизма возникновения ударной волны в реальном газе не могут существовать в буквальном смысле разрывы давления, плотности и скорости. Поэтому рассмотренный механизм возникновения ударной волны приводит не к образованию разрывов в буквальном смысле слова, а к возникновению у фронта импульса сжатия тонкого слоя с очень большими градиентами плотности, давления и скорости частиц. Но большие градиенты скоростей приводят к большим потерям энергии за счет вязкости, а большие градиенты сжатия, а значит и повышения температуры газа, — к большим потерям за счет теплопроводности. Поэтому потери энергии в ударной волне велики, и при распространении она гораздо быстрее ослабевает, чем слабый импульс сжатия. [c.583]

Для того чтобы приблизиться к реальным случаям возникновения ударной волны, нужно отказаться от рассмотрения очень большой пластины и выяснить, как сказываются размеры пластины на условиях возникновения импульса. В случае пластины небольших размеров при медленных ее движениях давления по обе стороны от пластины будут выравниваться газ будет около краев пластины перетекать из области сжатия впереди пластины в область разрежения позади нее. Поэтому при медленном движении пластина небольших размеров не будет создавать импульса сжатия в газе. [c.583]

При сверхзвуковом течении в сопле с заданной геометрией возможно возникновение ударных волн. Поэтому воспользуемся методом сквозного счета. Он является обобщением на пространственный случай метода, изложенного в п. 1 6.3. Численный метод основан на применении явной разностной схемы второго порядка точности и процедуры сглаживания разностного решения. [c.175]

Согласно (XV,47), при приближении М к единице происходит быстрое торможение потока, приводяш,ее к возникновению ударной волны. [c.415]

Ударные трубы. Для изучения движения при больших числах М в последние годы широко применяются ударные трубы различных конструкций. Они использовались для изучения процессов возникновения ударных волн, отражения и преломления их, процессов детонации в горючих газах, явлений конденсации и поведения газов при высокой температуре. Ударные трубы могут также применяться для исследования нестационарных явлений в машинах, изучения гашения возмущений при электрических разрядах, распространения взрывных волн в горных разработках, действия взрывных волн на элементы конструкций машин и сооружений. [c.467]

Полученные уравнения позволяют определить обе искомые величины ш и т . Зная их значения, из (8-22) можно установить место возникновения ударной волны. [c.267]

Рассмотрим причины возникновения ударных волн. Пусть в трубе [c.86]

Рассмотрим МГД-течение невязкого газа. Расчеты в рамках уравнений Эйлера проводились в области —5<ж<5, 0< <1. Параметр 8 изменялся от 0 до 5 (см. табл. 1, варианты 1-4). На рис. 2, а при 8 = 3 представлено поле чисел Маха в канале, дающее представление о поле газодинамического течения. Приведенные результаты соответствуют сильному МГД-взаимодействию. Основные особенности течения МГД-торможение потока в зоне его входа в поле токового витка образование большой каверны у стенки вблизи сечения х = 0 возникновение ударной волны, генерируемой левым краем каверны наличие ударной волны правее сечения х = 0, которая доходит до оси канала и взаимодействует с ней (возникает конфигурация с диском Маха). Согласно табл. 1, значительное увеличение параметра 8 от 0.75 до 5 сопровождается небольшим увеличением торможения потока (число Ме уменьшается от 2.95 до 2.5). Это связано с образованием обширной зоны с малыми скоростями у стенки канала, в результате чего область эффективного МГД-взаимодействия уменьшается. [c.395]

Обозначим через V постоянную скорость движения поршня (рис. 35), а через 6 — скорость распространения относительно невозмущенного газа ударной волны, показанной на рис. 35 пунктиром. Предполагая, что процесс возникновения ударной волны уже закончился, примем скорость газа во всей области между ударной волной и поршнем одинаковой и равной постоянной скорости движения поршня У точно так же будем считать постоянными в этой области и параметры газа. Таким образом, как слева от ударной волны (в области невозмущенного газа), так и справа от нее параметры движения и состояния газа сохраняют неизменные значения при всех положениях ударной волны. Отсюда следует, что и скорость распространения ударной волны 0 также постоянна, причем из приведенного рассуждения ясно, что ударная волна обгоняет газ, приводимый в движение поршнем, т. е. всегда будет 0 > У. [c.124]

Функция г = A(t), определяемая таким образом, непрерывна при всех t, за ис ключением значений t, являющихся корнями знаменателя в (4.16), при которых X t) имеет бесконечные разрывы. Таким образом, мы видим, что рассмотрение в приближе НИИ (4.15) исключает случай возникновения ударной волны между поршнем и слабым разрывом (т. е. случай G (О, Dn( ))- [c.311]

Все приведенные расчеты основываются на линейной теории звукового поля без учета вязкости среды. При возбуждении изгибных круговых бегущих волн в цилиндрической оболочке или в пластинке (с помощью подходящего механизма) законность подобных расчетов не вызывает сомнения, так как радиальные и тангенциальные скорости остаются намного меньше скорости звука. Однако при получении бегущих волн путем вращения сферы с бороздками вязкостные эффекты при больших окружных скоростях, когда с сравнимо с с, безусловно играют большую роль пограничный слой среды будет увлекаться бороздками, и в результате вращающаяся зубчатка, как бы обволакиваясь прилипшим слоем, станет более гладкой, чем это соответствует действительной форме бороздок. Отсюда можно сделать предположение, что амплитуда радиальных колебаний уменьшится и эффективность излучения будет меньше, чем дает теоретический расчет без учета вязкости. С другой стороны, из аэродинамики известно, что при тангенциальных скоростях, приближающихся к скорости звука, каждая неровность на поверхности вызывает возникновение ударной волны. Очевидно, что так же должны действовать и бороздки на поверхности вращающейся сферы, и тогда следует ожидать значительной интенсивности звукового излучения. [c.253]

Кавитация — комплекс явлений, связанных с возникновением, развитием и захлопыванием в жидкости мельчайших пузырьков различного происхождения. Распространяясь, ультразвуковые волны образуют в жидкости чередующиеся области повышенных и пониженных давлений, которые, в свою очередь, создают зоны высоких разрежений и сжатий. За счет понижения гидростатического давления в разреженной зоне силы, действующие на молекулы жидкости, становятся больше сил межмолекулярных связей. В результате резкого изменения гидростатического равновесия жидкость разрывается, образуя мельчайшие пузырьки паров и газов, которые находятся в жидкости в растворенном состоянии. В последующий за разрежением период в моющей жидкости возникает высокое давление, и образовавшиеся ранее пузырьки захлопываются. В этот момент процесс захлопывания сопровождается возникновением ударных волн с весьма большим локальным мгновенным давлением. [c.69]

Групповой химический состав бензинов определяет допустимую степень сжатия двигателя, при которой сгорание горючей смеси в цилиндре протекает еще нормально. При несоответствии группового состава бензина степени сжатия нарушается нормальное сгорание оно становится детонационным с возникновением ударных волн в камере сгорания. Работа двигателя с детонацией недопустима, так как связана с перегревом двигателя, падением мощности, ухудшением экономичности, появлением металлических стуков в цилиндре и сажи в выпускных газах. При длительной работе двигателя с детонацией возможно прогорание поршней и клапанов, а также разрушение подшипников. [c.50]

Другой особенностью сверхзвукового потока является, как известно из опыта, возможность возникновения ударной волны. Так называется волна значительного уплотнения среды, связанного с резким повышением давления и температуры при этом практически скачкообразное изменение параметров происходит в очень тонком слое среды и сопровождается потоком вещества через этот слой. Ударные волны возникают при обтекании тел сверх- [c.511]

Форма обтекаемого тела может быть такова, что в потоке образуются ударные волны. Если контур обтекаемого тела имеет такой излом, что при движении по жесткой границе в направлении течения величина д скачком увеличивается, то ударная волна начинается в точке излома контура. Гладкие контуры тел могут приводить к возникновению ударных волн начинаюшихся внутри поля течения. [c.52]

Может показаться, что в рассмотренном нами механизме возникновения ударной волны принципиальную роль играет то обстоятельство, что пластина начала двигаться сразу с конечной скоростью между тем это физически невозможно, так как, чтобы сообщить Пластине сразу конечную скорость, на нее должна действовать бесконечно большая сила. Однако в действительности дело обстоит не так закон нарастания скорости движения пластины не играет существенной роли. Для возникновения ударной йолны необходимо только, чтЬбь скорость [c.582]

Рис. 10.13. Схема схлолываиия кавитационного пузырька и возникновения ударной волны, разрушающей стенку

При проходе окна цилиндра через иеремычку на опорной точке А произойдет переход объема л<идкости из области низкого давления в область высокого давления р.,, что приведет к возникновению ударной волны, описываемой волновым уравнением (12.1) и (12.2). [c.348]

К форме импульса разрядного тока через лампу. накачки твердотельного излучателя не предъявляется. жестких требований. Фронт стремятся сделать длительностью не менее 100 мкс, чтобы избежать возникновения ударной волны, способной вывести лампу накачки из строя [5, 36]. Вместе с тем, минимальная длительность лмпульса должна превышать время, необходимое для создания условий генерации излучения, а максимальная определяться требованиями к продолжительности излу- чения и может составлять единицы и даже десятки миллисекунд. [c.32]

Теоретической основой исследования сверхзвуковых течений была теория ударных волн. Однако в ней оставались невыясненными такие важные вопросы, как возникновение ударных волн, их устойчивость, законы распространения, применимость соотношений Югоньо Вызывало сомнение и существование ударных волн, хотя уже имелись блестящие опыты Э. Маха и П. Зальхера, поставлена серия опытов в России и Франции, построена первая ударная труба во Франции, Так, П. Дюгем считал, что никакие ударные волны не могут распространяться в вязкой жидкости (1901) Одновременно с заметкой Дюгема появилась заметка Э. Жуге , посвященная распространению разрывов в жидкости. В ней Жуге впервые ввел в анализ проблемы разрывных течений энтропию. Привлечение энергетических соображений, понятия энтропии, или, как тогда говорили, принципа Клаузиуса , позволило обосновать возможность распространения волн сжатия — ударных волн. На таких же соображениях основано доказательство невозможности распространения волны разрежения в совершенном газе, так как в та- [c.313]

Математическая модель играет в теории колебаний двоякую роль это и идеализированное описание реальных динамических систем, и математическая модель, отображающая различные колебательные явления гармонические колебания, нарастающие и затухающие колебания, автоколебания, жесткий и мягкий режимы их возникновения, вынужденные колебания, резонанс, параметрическое возбуждение колебаний, стохастические и хаотические колебания, различные волновые явления, бегущие и стоячие волиы, возникновение ударных волн, различные типы взаимодействия волн и многое другое. [c.7]

Нестационарное формирование прямой ударной волны. Классическое описание усиления крутизны течения непрерывного сжатия до возникновения ударной волны визуализируется здесь с помощью шггерферометрии в ударной трубе. Из-за того что взрывное разрущение диафрагмы приводит к возникновению начальной волны неправильной формы, в ударной трубе подвещивается листок из пластика, по которому ударяет первичная волна. [c.139]

Изложенные качественные соображения о механизме возникновения ударной волны можно, следуя Риманну, подтвердить и с количественной стороны. [c.165]

Можно было бы надеяться, что дальнейшие исследования укажут путь решения этих неясных вопросов, однако привлекательная гипотеза о предельной линии, предложенная для объяснения механизма возникновения ударных волн при увеличении Мш в первоначально непрерывном околозвуковом обтекании фиксированного профиля ), оказалась неправильной 2). Причину такого странного положения вещей объясняет теорема Никольского и Таганова З) [c.166]

Модуль всестороннего сжатия k определяется как v dPjdv и при малых давлениях стремится к постоянному значению a, а при высоких давлениях он имеет значение 1/(а- -2ЬР). Таким образом, чтобы изменить сжимаемость металлов на 1 Д, необходимо давление порядка 1000 кг/см% что приводит к изменению скорости распространения только на /-2 /о- Очевидно, кривизна диаграммы Р, V) в металлах становится существенной только при очень высоких давлениях и, следовательно, возникновение ударных волн в твердых телах вероятно или при непосредственном контакте тела со взрывным зарядом, или при попадании в тело высокоскоростного снаряда. [c.164]

С развитием авиации и космонавтики явления, которые могли быть объяснены только в механике сплошной среды, стали возникать чуть ли не ежедневно. То необъяснимым образом возникали периодические колебания крыльев и хвостового оперения самолетов, которые, нарастая по амплитуде, приводили к быстрому разрушению конструкции была построена теория флаттера и бафтинга (М. В. Келдыш), которая позволила легко избежать этих явлений. То вдруг на больших скоростях взлета и посадки самолетов стали дрожать и разрушаться стойки шасси ( шимми ) и т. д. и т. п. Совершенно новые явления, потребовавшие изучения глубинных проблем гидромеханики, магнитогидродинамики и термодинамики, возникли, когда летательные аппараты стали преодолевать звуковой барьер , — двигаться со скоростями, большими, чем скорость звука. Здесь и ионизация пристеночных слоев газа, и возникновение ударных волн, и оплавление поверхности ракет, и т. п. [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...