Machwelle - Mach wave
In der Fluiddynamik ist eine Mach-Welle eine Druckwelle, die sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreitet, die durch eine geringfügige Druckänderung verursacht wird , die einer kompressiblen Strömung hinzugefügt wird . Diese schwachen Wellen können sich in Überschallströmung zu einer Stoßwelle verbinden, wenn an jedem Ort genügend Mach-Wellen vorhanden sind. Eine solche Stoßwelle wird Mach-Stamm oder Mach-Front genannt . Somit ist eine stoßfreie Kompression oder Expansion in einer Überschallströmung möglich, indem die Erzeugung von Mach-Wellen ausreichend beabstandet ist ( vgl. isentrope Kompression in Überschallströmungen). Eine Mach-Welle ist die schwache Grenze einer schrägen Stoßwelle, bei der sich die zeitlichen Mittelwerte der Durchflussmengen nicht ändern; (ein normaler Schock ist die andere Grenze). Wenn die Größe des sich mit Schallgeschwindigkeit bewegenden Objekts nahe 0 ist, dann wird dieser Einflussbereich der Welle Mach-Kegel genannt .
Mach-Winkel
Eine Mach-Welle breitet sich unter dem Mach-Winkel μ quer durch die Strömung aus , das ist der Winkel, der zwischen der Wellenfront der Mach-Welle und einem Vektor gebildet wird, der dem Bewegungsvektor entgegengesetzt zeigt. Es wird gegeben von
wobei M die Mach-Zahl ist .
Mach-Wellen können in Schlieren- oder Shadowgraph-Beobachtungen verwendet werden, um die lokale Mach-Zahl der Strömung zu bestimmen. Frühe Beobachtungen von Ernst Mach nutzten Rillen in der Wand eines Kanals, um Mach-Wellen in einem Kanal zu erzeugen, die dann mit der Schlierenmethode fotografiert wurden, um Daten über die Strömung in Düsen und Kanälen zu erhalten. Mach-Winkel können auch gelegentlich aus ihrer Kondensation in Luft visualisiert werden, zum Beispiel Dampfkegel um Flugzeuge während des transsonischen Fluges.
Siehe auch
Verweise
Externe Links
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