Cтраница 4
Пусть в начальный момент t 0 создается некоторое возмущение скорости с амплитудой г о и шириной порядка А. Если UQ CQ, то возмущение можно считать слабо нелинейным. В этом случае возмущение достаточно быстро, пока еще не успеет проявиться нелинейность, распадается на два, бегущих в разные стороны со скоростью - CQ и представляющих собой простые волны. Отсюда, в частности, видно, почему простые волны имеют большее значение, чем какие-либо другие, быть может, даже более общие нелинейные решения. [46]
Если вид функций F FZ известен, то по формулам (1.15) можно найти распределение давления, плотности или скорости газа в любой момент времени. Волны (1.15) - нелинейные, поскольку аргумент функций PI, F2 зависит от величины самого возмущения, и профиль, волн искажается в процессе их распространения. Их называют простыми волнами. Можно показать, что к области однородного потока могут примыкать только простые волны. Решения для двумерного и трехмерного случаев, примыкающие к области однородного течения, называются двойными и тройными волнами соответственно. [47]
Схема построения плоского сверхзвукового сопла методом характеристик. [48] |
Проектирование участка сопла, где происходит ускорение потока, можно осуществить путем замены криволинейных участков BD и АЕ ломаной, каждое из звеньев которой поворачивается на некоторый малый угол в наружную сторону. Для области взаимодействия простых волн DCEF решается задача 2 и определяется закон нарастания скорости вдоль осевой линии CF. При необходимости расширение может быть продолжено, но наиболее короткое сопло получится, если необходимая скорость будет достигнута в точке F. Чтобы получить на выходе равномерный поток, стенкам сопла за точками D и Е следует придавать такую форму, чтобы на стенках не возникало отраженных волн и области DFG и EFH представляли собой простые волны. Тогда на характеристиках FG и FH и ниже по течению скорость будет равна требуемой и направлена вдоль оси сопла, чем будет обеспечено равномерное распределение скоростей на выходе из сопла. [49]