马赫环(马赫环数量代表什么)

马赫环是什么?是怎样形成的?

答:

马赫环是超音速气流内压缩波和膨胀波相互干涉形成的驻波。

拉瓦尔喷管

首先我们要知道什么是拉瓦尔喷管,当高压低速的气流经过拉瓦尔喷管之后将会变成低压高速的气体,此时的气体比空气压力低时,会被周围的空气压缩,但当压缩到一定程度后,将会膨胀,过度膨胀后又会被环境空气压缩,如此不断循环往复,直至气体耗散到空气当中。当此时的气体压力比空气压力高时,则将先膨胀后压缩,然后继续循环。

其次这里的马赫,既是由于其得名来自著名物理学家恩斯特·马赫,也是由于发生该现象需要气体达到音速(马赫作为速度单位时即指一倍音速)。在这个膨胀与压缩过程中,超音速喷流内会产生一系列复杂的斜激波和正激波,以及普朗特-迈耶膨胀波和普朗特-迈耶压缩波。这一系列复杂激波会导致喷流在膨胀和压缩段交界处温度急剧升高,高到足以再次点燃喷流中任何残存燃料,使其燃烧发光。燃烧的充分程度使得颜色和亮度都有所区别。

图源RMIT University

参考资料:

「马赫环」是什么,它的产生原理是怎样的?

by freelance

Q.E.D.