Альбом течений жидкости и газа - Ван-Дайк М.
Скачать (прямая ссылка):
231. Симметричные ударные волны при обтекании клина. Ударная труба используется здесь как нестационарная аэродинамическая труба. Интерфе-рограмма демонстрирует картину обтекания воздухом при М = 1,45 комбинации клин - пластинка
с полууглом раствора клина 10°. Стационарное течение устанавливается спустя 100 мкс после того, как набегающая ударная волна проходит через вершину клина. [Bleakney, Weimer, Fletcher, 1949]
141
232. Непрерывная структура ударной волны в углекислом газе. Приводимая интерферограмма демонстрирует слабую плоскую ударную волну, распространяющуюся вправо в углекислом газе, при течении в ударной трубе с числом Маха, примерно равным 1,04. Непрерывные интерференционные полосы выявляют вполне размазанную структуру, возникновение которой обусловлено относительно медленной релаксацией колебательной энергии молекул. Толщина ударной волны составляет примерно 8 мм. Фото Walker Bleakney
233. Релаксационное расширение фронта ударной волны при обтекании клина. Интерферограмма демонстрирует установившееся течение окиси азота в ударной трубе при числе Маха 1,67. Верхняя грань клина наклонена под углом 2° к направле-
нию потока. Ударная волна уширяется по мере того, как колебательная энергия, замороженная на кромке, релаксирует, создавая вполне размазанную структуру. [Hornby, Johannesen, 1975]
142
234. Отошедшая головная ударная волна при обтекании толстого клина. Интерферограмма в полосах бесконечной ширины показывает линии постоянной плотности при обтекании клина А с полууглом раствора клина 45° воздушным потоком F при числе Маха 2,5. Присоединенной ударной волны, которая могла бы нужным образом повернуть по-
ток, не существует, и поэтому ударная волна S отходит от клина и создает зону дозвукового течения, простирающуюся до угловой точки С. Здесь веер расширения Прандтля-Майера поворачивает поток, сопрягая его со сверхзвуковой зоной за угловой точкой. [Glass, 1974]
143
235. Регулярное отражение ударной волны от клина. Теневые фотографии показывают плоскую вертикальную ударную волну, идущую слева и набегающую на клин с полууглом раствора 60°. Угол раствора клина и интенсивность ударной волны таковы, что отражение является регулярным. Углы наклона падающей и отраженной ударных волн к грани клина не равны между собой, так как
явление в целом нелинейно. Поскольку влиянием вязкости можно пренебречь, характерной длины не существует и течение оказывается автомодельным : видно, что вся волновая картина линейно расширяется со временем, начиная с момента контакта волны с передней кромкой. [Schardin, 1965], любезно предоставлено Н. Oertel, Sr.
144
236. Маховское отражение ударной волны от клина.
Теневые фотографии показывают плоскую вертикальную ударную волну, набегающую на клин с полууглом раствора 25°. Регулярное отражение, показанное на предыдущей серии снимков, при меньших углах раствора клина заменяется показанной здесь картиной маховского отражения. Третья ударная волна - маховская ножка-идет нормально к поверхности и в тройной точке пере-
секается с падающей и отраженной ударными волнами. Кривая, идущая от этой точки вниз налево и плавно выходящая на поверхность, представляет собой линию скольжения, на которой энтропия претерпевает разрыв, так как по различным сторонам от этой линии воздух испытал воздействие различных ударных волн. Время между двумя последовательными снимками равно 6 • 10-5 с. [Schar-din, 1965], любезно предоставлено Н. Oertel, Sr.
145
10-839
237. Обыкновенное маховское отражение от клина. На интерферограмме в полосах бесконечной ширины видны линии постоянной плотности за плоской ударной волной, набегающей симметрично на клин с полууглом раствора 22,5°. Ясно видны разрывы плотности при переходе через каждую из линий скольжения. [Griffith, Bleakney, 1954]
238. Нерегулярное маховское отражение от клина.
Как показывает теневая фотография, если падающая ударная волна достаточно сильна (в данном случае она движется со скоростью 2400 м/с), обыкновенное маховское отражение заменяется так называемым нерегулярным маховским отражением. Здесь маховская ножка первоначального махов-ского отражения только что дошла до основания клина. Однако характерная особенность новой
картины состоит в том, что отраженная ударная волна над клином состоит из прямолинейной и криволинейной частей, причем от точки их соединения отходит еще одна ударная волна, перпендикулярная линии скольжения, идущей от первоначальной тройной точки. Вблизи поверхности клина линия скольжения завивается под воздействием пограничного слоя. [Prasse, 1971], любезно предоставлено Н.-О. Amann
146
239. Дифракция ударной волны на кромке. На этих двух последовательных теневых фотографиях видно, как в ударной трубе зарождаются вихри, показанные на фото 82 и 83. Относительно слабая плоская ударная волна проходит над вертикально расположенной кромкой, порождая линию скольжения, сворачивающуюся в спираль. На линии скольжения возникает серия ламбдообразных ударных волн. На втором снимке отраженная ударная волна пересекается вихревой пеленой, ко-
