Hvordan afhænger V - form af en chokbølge af hastighedskilde?

Forståelse af forholdet:

* Mach -nummer: Forholdet mellem kildens hastighed (V) og lydhastigheden (C) er kendt som Mach -nummeret (M =V/C).

* mach kegle: V-formet af en chokbølge kaldes en Mach-kegle. Vinklen på keglen (θ) er direkte relateret til Mach -nummeret.

Formlen:

Forholdet mellem Mach -nummeret og kegelvinklen er givet af:

sin (θ) =1/m

Forklaring:

* subsoniske hastigheder (m <1): Når kildens hastighed er mindre end lydhastigheden, er der ingen chokbølge dannet. Lydbølger rejser hurtigere end kilden, og der oprettes ingen kegle.

* sonisk hastighed (M =1): Med lydhastigheden kører kilden og lydbølgerne med samme hastighed. Mach-keglen degenererer i et fladt plan, og der er ingen tydelig V-form.

* supersoniske hastigheder (M> 1): Når kildens hastighed overstiger lydhastigheden, dannes en tydelig mach -kegle. Jo hurtigere kilden bevæger sig, jo mindre er vinkelen på Mach -keglen. Dette betyder, at et højere Mach-nummer resulterer i en smallere V-form.

Visualisering af forholdet:

Forestil dig en supersonisk jetflyvning over hovedet. Stødbølgerne fra jetflyet skaber en sonisk boom, som du hører på jorden. V-formet af chokbølgerne er machkeglen, og jo smalere vinklen er, jo hurtigere rejser jetflyet.

Nøglepunkter:

* V-formet af en chokbølge er altid symmetrisk omkring retningen af ​​kildens bevægelse.

* Stødbølgen er en trykbølge og kan høres som en sonisk boom.

* MACH -nummeret er en afgørende faktor til bestemmelse af formen og egenskaberne for chokbølgen.

Konklusion:

V-formet af en chokbølge er et direkte resultat af kildens hastighed i forhold til lydhastigheden. Jo hurtigere kilden bevæger sig, jo smalere vinklen på Mach-keglen, hvilket resulterer i en mere udtalt V-form. Dette forhold er grundlæggende for at forstå dynamikken i supersonisk flyvning og andre højhastighedsfænomener.