Регулярное отражение
Cтраница 3
Область, в которой существует волна Маха, называют областью нерегулярного ( маховского) отражения, в отличие от области регулярного отражения, где волны еще не сливаются. Расстояние от эпицентра, на котором четко оформляется головная волна, примерно равно высоте взрыва. С течением времени радиус возмущенной зоны увеличивается, а тройная точка постепенно поднимается вверх. [32]
Известно, что при накате уединенной поверхностной волны на вертикальную стенку, расположенную под углом к фронту волны, возможно как регулярное отражение, когда наблюдаются только две волны - падающая и отраженная, причем углы и амплитуды этих волн одинаковы, так и отражение Маха, когда возникает тройная несимметричная конфигурация. [33]
Кривая 1 на рис. 3.15.4 ограничивает сверху область аам, где отражение может происходить в соответствии с полученным автомодельным решением ( правильное или регулярное отражение), от области а ам, где такое отражение не может осуществляться. В области, где существует автомодельное решение, таких решений два: одно с более сильной и другое - с более слабой отраженной волной. В точках кривой / эти два решения сливаются в одно. [34]
При возрастании угла падения начиная с момента, когда в системе координат, связанной с точкой пересечения волновых фронтов, скорость потока за отраженной волной близка к скорости звука, регулярное отражение становится невозможным. Эти две области течения разделены контактной поверхностью. [35]
 |
Распределение давления вдоль поверхности пластины для М., 3 при различных числах Атвуда. [36] |
На рис. 3.25 показано распределение давления вдоль поверхности пластины для М, 3 при трех различных числах Атвуда: А 0 - чистый газ, А 1 / 3 -маховское отражение и А 3 / 5 - регулярное отражение. Рисунок показывает, что в случае регулярного отражения, наблюдаемого при больших числах Атвуда, происходит значительное усиление интенсивности УВ, а внутренние волны наблюдаются на значительном расстоянии от фронта. В случае нерегулярного отражения ( А 1 / 3) интенсивность волн существенно меньшая, они быстро гасятся, однако, начиная с xlh 15 на поверхности пластины наблюдаются возмущения статического давления, которые являются следствием неустойчивости Кельвина-Гельмгольца, развивающейся на границе раздела чистого и запыленного газа. [37]
На рис. 3.25 показано распределение давления вдоль поверхности пластины для М, 3 при трех различных числах Атвуда: А 0 - чистый газ, А 1 / 3 -маховское отражение и А 3 / 5 - регулярное отражение. Рисунок показывает, что в случае регулярного отражения, наблюдаемого при больших числах Атвуда, происходит значительное усиление интенсивности УВ, а внутренние волны наблюдаются на значительном расстоянии от фронта. В случае нерегулярного отражения ( А 1 / 3) интенсивность волн существенно меньшая, они быстро гасятся, однако, начиная с xlh 15 на поверхности пластины наблюдаются возмущения статического давления, которые являются следствием неустойчивости Кельвина-Гельмгольца, развивающейся на границе раздела чистого и запыленного газа. [38]
Рассмотрим, какое влияние оказывает на картину течения положение точки перехода от регулярного отражения к маховскому. В точке a a N переход от регулярного отражения к маховскому ( если он реализуется) должен происходить плавно. Если переход происходит при а ад, то при приближении к этой точке плотность должна возрастать. Переход к маховскому отражению в этом случае не может произойти плавно. В газе должны возникнуть дополнительные возмущения 45 ], которые экспериментально до сих пор не обнаружены. Возможное объяснение данного факта заключается в том, что эти возмущения слишком слабы. Найденное из экспериментов распределение плотности свидетельствует о том, что переход к маховскому отражению происходит при а ад. [39]
Можно было бы ожидать, что, подобно задаче о регулярном отражении плоского скачка от стенки ( § 15), при отражении от оси конической ударной волны со сверхзвуковой скоростью за ней тоже возникнет автомодельное течение, в котором отраженная волна является конической, а течение между падающей и отраженной волнами и, может быть, и течение за отраженной волной являются осесимметричными простыми волнами. Исследование показало, однако, что такого регулярного отражения конического скачка от оси симметрии не существует ни при каких значениях определяющих параметров. [40]
Рассмотрим отражение ударной волны от твердой стенки. Когда угол падения УВ достигнет определенного значения п, то регулярное отражение невозможно. Известно, что существует угол аст п, при котором становится возможным маховское отражение, где хст - стационарный угол, при котором траектория тройной точки параллельна жесткой стенке. Еслн же движение тройной точки не параллельно стенке, но течение является автомодельным, то такое отражение считают квазистацноиарным. Из локальной теории регулярного отражения и элементарной теории маховского следует, что существуют две возможные границы перехода от регулярного отражения к маховскому, соответствующие углам ст и ап. [41]
Рассмотрим отражение ударной волны от твердой стенки. Когда угол падения УВ достигнет определенного значения а, то регулярное отражение невозможно. Точка пересечения ударных волн ( Т) называется тройной. Протяженность фронта ВМ с течением времени увеличивается. [42]
В работе Perraud ( 1957) ( см. также Wiegel ( 1964)) проведены эксперименты по отражению волн безразмерной амплитуды а 0 08 - 0, 38 в широком диапазоне углов падения. Перра-уд получил, что для угла падения 45 всегда реализуется регулярное отражение, а для ф 45 -маховское. Были получены также количественные характеристики амплитуд и углов для отраженной волны и ножки Маха. По данным Перрауда эти параметры зависят от угла падения волны на стенку и практически не зависят от ее амплитуды. [43]
Следующая большая серия расчетов посвящена исследованию эволюции конфигурации волн во времени вплоть до установления. При этом, как следует из теории Майлса и численных расчетов, в случае регулярного отражения существует действительно стационарная У-образная конфигурация, движущаяся вдоль стенки с постоянной скоростью. В случае тройной конфигурации Маха выход на стационар имеет место только для угла отражения фг и амплитуд волн, длина ножки Маха со временем продолжает расти. Время установления изменяется от нескольких десятков безразмерных единиц в случае регулярного отражения до тысячи и более для некоторых тройных конфигураций. [44]
Характер отражения преломленной УВ от плоскости симметрии внутри облака зависит от размера частиц и ширины облака. Для мелких частиц ( 1 мкм), как видно из рис. 3.40, имеет место регулярное отражение от плоскости симметрии. [45]
Страницы: 1 2 3 4