航空知識必備——馬赫數和雷諾數

馬赫數

馬赫數以奧地利物理學家馬赫(ErnstMach,1838-1916)命名,簡稱Ma,表示為:Ma=V/a。Ma是衡量空氣壓縮性的最重要的參數。定義為流場中某點的速度與該點的當地聲速之比,即該處的聲速倍數。其中又有細分多種馬赫數,如飛行器在空中飛行使用的飛行馬赫數、氣流速度的氣流馬赫數、複雜流場中某點流速的局部馬赫數等等。

航空知識必備——馬赫數和雷諾數

馬赫數名詞解釋

馬赫:是表示聲速倍數的數,在物理學上一般稱為馬赫數,是一個無量綱數。一馬赫即一倍音速:馬赫數小於1者為亞音速,近乎等於1為跨聲速,大於1為超聲速;一般情況下,若馬赫數大於5左右,為超高音速;其值越大,空氣(或其它氣體)的壓縮性影響越顯著。馬赫數是飛行的速度和當時飛行的音速之比值,大於1表示比音速快,同理,小於1是比音速慢。它是高速流的一個相似參數。

航空知識必備——馬赫數和雷諾數

飛機突破音速

我們平時所說的飛機的Mach數是指飛機的飛行速度與當地大氣(即一定的高度、溫度和大氣密度)中的音速之比。比如Ma1.6表示飛機的速度為當地音速的1.6倍。

雷諾數

雷諾數(Reynolds number)一種可用來表徵流體流動情況的無量綱數。Re=ρvd/μ,其中v、ρ、μ分別為流體的流速、密度與黏性係數,d為一特徵長度。例如流體流過圓形管道,則d為管道的當量直徑。利用雷諾數可區分流體的流動是層流或湍流,也可用來確定物體在流體中流動所受到的阻力。

航空知識必備——馬赫數和雷諾數

雷諾數較小時,粘滯力對流場的影響大於慣性,流場中流速的擾動會因粘滯力而衰減,流體流動穩定,為層流;反之,若雷諾數較大時,慣性對流場的影響大於粘滯力,流體流動較不穩定,流速的微小變化容易發展、增強,形成紊亂、不規則的紊流流場,為端流。

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層流

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端流


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