衝撃波Shock wave の形状は飛行速度により変化します。流体力学のお勉強。(その27)

高速飛行する物体の周囲にできる衝撃波shock wave は、物体の飛行速度によって変化します。代表的な衝撃波の形状を次に示します。これは、翼のような2次元形状でも、ロケットのような軸対称形状についても適用されます。

(4) 飛行マッハ数 M > 1 のとき
音速をすこし超えて飛行するばあいの衝撃波の形状は添付のようなものとなります。離脱衝撃波が物体正面にでき、物体頭部上流に亜音速流れの領域ができます。この流れは、物体の下流に行くに従い加速されて超音速になります。その後、物体下流端からできる衝撃波をとおり、一様流の速度に戻ります。

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(5) 飛行マッハ数 M >> 1 のとき
さらに飛行マッハ数が大きくなると(極超音速になると)、物体前部の亜音速領域はなくなり、前方の衝撃波は付着衝撃波となります。ながれは、超音速のまま、物体後端からの衝撃波をとおって、超音速のまま、一様流となります。

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(3) 飛行マッハ数 M = 1 近辺のとき
飛行マッハ数が音速に極めて近い場合には、添付図のように物体付近に大きな超音速領域が出来ます。この超音速領域は、衝撃波をとおって、いちど亜音速に落ち、その後、一様流に回復します。

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(2) 飛行マッハ数 Mc < M < 1 のとき
飛行マッハ数が音速以下でも、臨界マッハ数Mc を越えていると、物体上に超音速領域ができます。この超音速領域を通った流れは、物体中部にできる衝撃波をとおって、亜音速に減速されます。物体後端には衝撃波は出来ません。

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(1) 飛行マッハ数 M < Mc のとき
飛行マッハ数が、臨界マッハ数より小さい場合には、物体周辺には衝撃波はできません。全領域が亜音速流れです。逆にいうと、これが臨界マッハ数の定義です。臨界マッハ数は、物体の形状に依存します。

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海の波の不思議。流体力学のお勉強。(その26)
http://44579446.at.webry.info/201010/article_43.html

超音速で飛行する時の衝撃波形状。流体力学のお勉強。(その25)
http://44579446.at.webry.info/201010/article_40.html

衝撃波とマッハ・コーンとは別物。流体力学のお勉強。(その24)
http://44579446.at.webry.info/201010/article_31.html

衝撃波(ショック・ウエーブ)の誤解。流体力学のお勉強。(その23)
http://44579446.at.webry.info/201010/article_28.html

ぶれ球はなぜ起こるか。流体力学のお勉強。(その22)
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「はやぶさ」の再突入飛行経路はどうなっているのだろうか。流体力学のお勉強。(その21)
http://44579446.at.webry.info/201008/article_89.html

ぶれ球はなぜ起こるか。流体力学のお勉強。(その20)
http://44579446.at.webry.info/201008/article_88.html

ぶれ球はなぜ起こるか。流体力学のお勉強。(その19)
http://44579446.at.webry.info/201008/article_60.html

ぶれ球はなぜ起こるか。流体力学のお勉強。(その18)
http://44579446.at.webry.info/201008/article_56.html

大気圏再突入のさせ方。流体力学のお勉強。(その17)
http://44579446.at.webry.info/201008/article_49.html

ソニック・ブームとはなにか。流体力学のお勉強。(その16)
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大気圏再突入時の加熱現象に関する誤解。流体力学のお勉強。(その15)
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ベルヌーイの定理の誤解。流体力学のお勉強。(その13)
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新幹線先頭車両形状と空気抵抗。流体力学のお勉強。(その12)
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新幹線での耳ツン現象。流体力学のお勉強。(その11)
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新幹線車両の空気抵抗。流体力学のお勉強。(その10)
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新幹線車両の空気抵抗。流体力学のお勉強。(その9)
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FIFAワールドカップ ぶれ球はなぜ起こるか。流体力学のお勉強。(その7)
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FIFAワールドカップ ぶれ球はなぜ起こるか。流体力学のお勉強。(その6)
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FIFAワールドカップ ぶれ球はなぜ起こるか。流体力学のお勉強。(その5)
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FIFAワールドカップ ぶれ球はなぜ起こるか。流体力学のお勉強。(その4)
http://44579446.at.webry.info/201007/article_1.html

FIFAワールドカップ ぶれ球はなぜ起こるか。流体力学のお勉強。(その3)
http://44579446.at.webry.info/201006/article_28.html

FIFAワールドカップ ぶれ球はなぜ起こるか。流体力学のお勉強。(その2)
http://44579446.at.webry.info/201006/article_19.html

FIFAワールドカップ ぶれ球はなぜ起こるか。流体力学のお勉強。(その1)
http://44579446.at.webry.info/201006/article_18.html

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