Калькулятор косого скачка уплотнения

Косой скачок возникает, когда сверхзвуковой поток поворачивается внутрь себя на угле сжатия, клине или подобной поверхности. В отличие от прямого скачка его фронт наклонён к набегающему потоку. В идеальной невязкой модели нормальная к фронту составляющая скорости меняется по законам прямого скачка, а касательная остаётся неизменной. Калькулятор решает соотношение theta-beta-M для угла слабого присоединённого скачка, затем определяет состояние за ним по уравнениям прямого скачка для идеального газа. Три входных параметра описывают условия перед скачком и геометрию. Число Маха должно превышать единицу, поскольку неподвижному скачку нужен сверхзвуковой поток. Угол поворота показывает, насколько поверхность отклоняет течение. Отношение теплоёмкостей, обычно gamma, характеризует газ; 1.4 — распространённое приближение для сухого воздуха при обычных температурах. Численный метод ищет первый допустимый корень выше угла Маха. Это слабое решение, обычно возникающее, когда поток может перестроиться без принудительного сильного скачка. Отношения давления, плотности и температуры сравнивают значения за скачком со значениями перед ним и безразмерны. Отношение давлений 2 означает удвоение статического давления. Число Маха за скачком восстанавливается по нормальной составляющей и углу между скачком и отклонённым потоком. Энтропия растёт, полное давление падает, поток замедляется, даже если результирующее число Маха за скачком остаётся сверхзвуковым. Увеличение угла клина обычно усиливает эти изменения до превышения максимального поворота, допускающего присоединённый скачок. Уравнения предполагают стационарное двумерное адиабатическое невязкое течение калорически совершенного газа с постоянной gamma. Они не учитывают пограничные слои, химические реакции, высокотемпературную диссоциацию, трёхмерные эффекты и криволинейный фронт. Вблизи предела присоединения небольшие изменения входных данных могут дать большие различия, а реальный скачок может отойти от тела. Инструмент подходит для обучения, предварительного анализа сопел и воздухозаборников и быстрых аэродинамических оценок. Детальное проектирование аппаратов требует валидированного ПО сжимаемых течений, подходящих моделей газа и экспериментальных данных.