回覆列表
  • 1 # 使用者2395861713783

    這不是馬赫錐。這種現象在亞音速情況下即可出現,是水蒸汽的凝結[1]。水蒸汽的凝結與激波和音障也沒有直接關係,而是取決於空氣的溫度與水蒸汽的含量[2]。根據[3]的解釋,這種具有比較整齊的終止邊界的錐形雲霧通常伴隨著激波的存在(激波後方壓力和溫度陡增,水霧又轉化為不可見的水蒸汽了),就像機翼上的那種;純亞音速情況下的水汽凝結往往看起來毛茸茸的,就像座艙上方的那種。為了給大家一個直觀的認識,我計算了一個典型超臨界翼型RAE2822在0.729馬赫時的流場。下邊三張圖分別是翼型附近的壓力,溫度和馬赫數雲圖,可以看出在跨音速物體周圍,空氣狀態引數的變化相當劇烈。其中,溫度是水汽冷凝的決定性因素,從溫度雲圖種看到,機翼中部最冷的地方可以達到-15攝氏度,而環境溫度是溫暖的25度。這樣,空氣中的水汽在翼型中部發生冷凝就不足為怪了。另外,從馬赫數雲圖上可以看到,在來流,也就是飛機的速度低於音速(0.729馬赫)時,機翼附近的區域性速度是可以超音速的。因此,用這種水霧來判定飛機已經突破音障是不科學的。(當然,這只是一個定性的認識,水汽的凝結與溫度壓力和含水量都有關係,低壓會使水汽有重新氣化的傾向。直接模擬相對含水量有點麻煩,先就這麼湊合看啦。這些圖不能直接說明為什麼水汽會凝結,但至少能看出來如果會發生點什麼事情,應就是發生在中部)從題主的圖中你可以看到,水汽出現在座艙上方,進氣道前緣和機翼的中部(尾翼貌似也有),這些都是飛機附近速度最高,壓力和溫度最低的幾個位置。那什麼偏偏是這些地方呢?你可以簡單地認為,在亞音速和跨音速情況下,物體的突出部氣流會加速,壓力和溫度降低。當然,在跨音速條件下,物體周圍的壓力分佈形態相對與物體的幾何引數是十分敏感的,與外形和表面曲率以及曲率的變化都有關係,這正是跨音速氣動外形設計的難點所在。這樣,這種現象為什麼會出現在物體中部就能說得通了。白霧是水蒸汽的冷凝,它在低溫的地方出現,飛機周圍空氣速度越高的地方溫度越低(內能和動能的相互轉化),而飛機的中部是氣流受飛機擾動最大的區域,也是最可能出現低溫的區域。這樣,這個水霧錐就出現在了飛機的中部。[1]Vapor cone[2]飽和蒸氣壓[3]Sonic Boom, Sound Barrier, and Prandtl-Glauert Condensation Clouds

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 急~線上等~《論語》中哪一句可以體現“慎獨”?