斜め衝撃波計算機

斜め衝撃波は、超音速流が圧縮コーナーやくさびなどの表面によって内側へ曲げられると発生します。垂直衝撃波と異なり、波面は流入方向に対して傾きます。理想的な非粘性モデルでは、波面に垂直な速度成分は垂直衝撃波と同じ変化を受け、接線方向成分は変わりません。この計算機は theta-beta-M 関係から弱い付着衝撃波の角度を求め、完全気体の垂直衝撃波式で下流状態を計算します。 三つの入力は上流条件と形状を表します。静止した衝撃波には超音速流が必要なので、上流マッハ数は一を超える必要があります。偏向角は表面が流れを曲げる角度です。通常 gamma と呼ぶ比熱比は気体の性質を表し、常温付近の乾燥空気には 1.4 がよく使われます。数値解法はマッハ角より大きい範囲で最初の有効な根を探します。これは強い衝撃波を強制されずに流れが調整できる場合、通常現れる弱い解です。 圧力比、密度比、温度比はいずれも下流値を上流値で割った無次元量です。圧力比 2 は衝撃波を越えて静圧が倍増したことを意味します。下流マッハ数は下流の法線成分と、衝撃波と偏向後の流れのなす角から求めます。衝撃波ではエントロピーが増加し、全圧が下がり、流れは減速します。下流の全体的なマッハ数が超音速のままでも同様です。くさび角を増すと一般に変化が強まり、やがて付着可能な最大偏向角を超えます。 式は比熱比一定の熱量的完全気体による定常、二次元、断熱、非粘性流を仮定します。境界層、化学反応、高温解離、三次元効果、曲がった衝撃波構造は扱いません。付着限界付近ではわずかな入力差が大きな結果差を生み、実際の衝撃波は物体前方で離脱する場合があります。授業、ノズルやインテークの予備検討、簡単な空力確認に適しています。機体の詳細設計には検証済みの圧縮性流れソフト、適切な気体モデル、実験的根拠を用いてください。