
【计】 hypersonic flow
【化】 supersonic speed
flow; stream; current; stream of water; class; wandering
【计】 stream
【化】 flow coating(process); stream
【医】 current; flow; flumen; flumina; rheo-; stream
超声速流(Supersonic Flow)指流体运动速度超过当地声速的流动状态,是空气动力学和工程热力学中的重要概念。根据《中国大百科全书·力学卷》定义,当物体运动速度超过介质中的声速时,其周围会形成以马赫波为特征的流场结构。美国航空航天局(NASA)技术报告指出,这种流动状态会产生激波、膨胀波等特殊物理现象,导致压力、温度等参数的剧烈变化。
从汉英词典角度解析:
术语构成
中文"超声速"对应英文"supersonic"(超+声速),"流"对应"flow"。该术语最早见于钱学森1946年发表的《超空气动力学》论文,描述飞行器突破声障时的流动特性。
物理特性
根据普朗特-迈耶膨胀波理论,流体通过凸角时会产生连续的压力梯度变化,这种现象在亚声速流动中不会出现。NASA风洞实验数据显示,当马赫数(Mach number)超过1时,流场会出现明显的激波结构。
工程应用
主要见于航空航天领域,如喷气发动机进气道设计(《航空工程手册》第7章)。美国联邦航空管理局(FAA)适航条例要求,民航机在接近声速飞行时必须考虑激波引起的结构载荷变化。
相关现象
包括:
$$
frac{dA}{A} = (M-1)frac{dV}{V}
$$
$$
frac{p_2}{p_1} = frac{2gamma M_1 - (gamma-1)}{gamma+1}
$$
公式来源于《气体动力学基础》教材推导。
超声速流是指流体速度超过当地声速的流动现象,其核心特征与马赫数(流速与声速的比值)密切相关。以下是详细解释:
定义与马赫数范围
当流体流动的马赫数(Ma)超过1时称为超声速流,通常划分为两个阶段:
流动特性
物理现象与挑战
应用领域
主要应用于航空航天工程,如火箭发动机喷管设计、超音速飞机气动外形优化,以及高超声速飞行器的热防护系统研究。
扩展说明:
英语中超声速流对应“supersonic flow”,而更高速度的高超声速流称为“hypersonic flow”。需注意,实际应用中超声速流的界定会因物体形状不同而变化,例如钝头体在Ma=3时即可能表现出高超声速特征。
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