
【計】 hypersonic flow
【化】 supersonic speed
flow; stream; current; stream of water; class; wandering
【計】 stream
【化】 flow coating(process); stream
【醫】 current; flow; flumen; flumina; rheo-; stream
超聲速流(Supersonic Flow)指流體運動速度超過當地聲速的流動狀态,是空氣動力學和工程熱力學中的重要概念。根據《中國大百科全書·力學卷》定義,當物體運動速度超過介質中的聲速時,其周圍會形成以馬赫波為特征的流場結構。美國航空航天局(NASA)技術報告指出,這種流動狀态會産生激波、膨脹波等特殊物理現象,導緻壓力、溫度等參數的劇烈變化。
從漢英詞典角度解析:
術語構成
中文"超聲速"對應英文"supersonic"(超+聲速),"流"對應"flow"。該術語最早見于錢學森1946年發表的《超空氣動力學》論文,描述飛行器突破聲障時的流動特性。
物理特性
根據普朗特-邁耶膨脹波理論,流體通過凸角時會産生連續的壓力梯度變化,這種現象在亞聲速流動中不會出現。NASA風洞實驗數據顯示,當馬赫數(Mach number)超過1時,流場會出現明顯的激波結構。
工程應用
主要見于航空航天領域,如噴氣發動機進氣道設計(《航空工程手冊》第7章)。美國聯邦航空管理局(FAA)適航條例要求,民航機在接近聲速飛行時必須考慮激波引起的結構載荷變化。
相關現象
包括:
$$
frac{dA}{A} = (M-1)frac{dV}{V}
$$
$$
frac{p_2}{p_1} = frac{2gamma M_1 - (gamma-1)}{gamma+1}
$$
公式來源于《氣體動力學基礎》教材推導。
超聲速流是指流體速度超過當地聲速的流動現象,其核心特征與馬赫數(流速與聲速的比值)密切相關。以下是詳細解釋:
定義與馬赫數範圍
當流體流動的馬赫數(Ma)超過1時稱為超聲速流,通常劃分為兩個階段:
流動特性
物理現象與挑戰
應用領域
主要應用于航空航天工程,如火箭發動機噴管設計、超音速飛機氣動外形優化,以及高超聲速飛行器的熱防護系統研究。
擴展說明:
英語中超聲速流對應“supersonic flow”,而更高速度的高超聲速流稱為“hypersonic flow”。需注意,實際應用中超聲速流的界定會因物體形狀不同而變化,例如鈍頭體在Ma=3時即可能表現出高超聲速特征。
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