衝擊波關係式

衝擊波關係式聯繫衝擊波波陣面前後的壓力、比容、比內能之間的關係式。但是由於在陡峭波陣面中發生了粘性損耗和熱傳導損耗,從而導致物質比熵的增加。

基本介紹

  • 中文名:衝擊波關係式
  • 外文名:Shock wave relations
  • 導致:物質比熵的增加
  • 提出者:未提供相關資料信息
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聯繫衝擊波波陣面前後的壓力、比容、比內能之間的關係式。一個波剖面(如圖1)的定常衝擊波,可以利用三個守恆定律得到波陣面前後的壓力p、比容v、比內能E、衝擊波速度D及粒子速度U之間的關係式:從質量守恆定律導出
(1)
從動量守恆定律導出
(2)
從能量守恆定律導出
。(3)
下標“0”代表波前狀態,從以上三式還可導出
, (4)
, (5)
(6)
式稱為蘭金-許貢紐方程或簡稱為許貢紐方程。在p-v平面上, 衝擊壓縮線是一條初始狀態(p0,v0,E0)一定,由不同強度衝擊波所到達的終態 (p,v,E)點集的軌跡(見圖2)。由式(6) 繪出的瑞利線所包圍的下方面積EOBD代表物質在衝擊波作用下比內能的增量。由式(5)看出,瑞利線上方的面積OAB則代表物質比動能的增量。由此可以看出,衝擊波對物質的作功中,用於增加比內能的部分稍大於增加比動能的部分,只有當pp0時,兩者才近似相等。  雖然衝擊波的作用過程是絕熱的,但是由於在陡峭波陣面中發生了粘性損耗和熱傳導損耗,從而導致物質比熵的增加。比熵增量s-s0滿足如下關係
(7)
式中T0為初始溫度。

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