マッハ反射は、エルンスト・マッハにちなんで名付けられた超音速流体力学効果であり、3 つの衝撃を伴う衝撃波反射パターンです。
導入
マッハ反射は、定常流、擬似定常流、非定常流において発生する。一定速度で移動する衝撃波が固体くさび面を伝播すると、衝撃波によって発生した流れがくさび面に衝突し、二次反射衝撃波が発生する。これにより、流れの速度はくさび面と平行になる。反射点の座標系で見ると、この流れは局所的に定常であり、擬似定常流と呼ばれる。くさび面と一次衝撃波の間の角度が十分に大きい場合、単一の反射衝撃波では流れを壁面に平行な方向に向けることができず、マッハ反射への遷移が起こる。[1]
定常流において、くさびを定常超音速流中に、斜めの衝撃波が自由流と平行な平坦な壁に衝突するように配置した場合、衝撃波は流れを壁面へ向かわせ、流れを壁面と平行な方向へ戻すには反射衝撃波が必要となる。衝撃波の角度が一定値を超えると、単一の反射衝撃波では流れを壁面と平行な方向へ戻すのに不十分となり、マッハ反射への移行が観察される。[1]
マッハ反射は、入射衝撃波、反射衝撃波、マッハ・ステム、そして滑り面という3つの衝撃波から構成されます。3つの衝撃波が交わる点は、2次元では「三重点」、3次元では「衝撃波-衝撃波」と呼ばれます。[2]
マッハ反射の種類
定常流で起こり得るマッハ反射の唯一のタイプは直接マッハ反射であり、この場合にはマッハステムは向かってくる流れから離れて凸状になり、滑り面は反射面に向かって傾斜します。
新たな結果[3] [4] [5]によれば、衝撃波の新しい構成、すなわち定常流において負の反射角を持つ構成が存在する。数値シミュレーションでは、この構成には2つの形態があることが示された。1つは屈曲した反射衝撃波であり、もう1つは遷移経路に応じて不安定な二重マッハ構成である。
擬定常流では、三重点は反射面から離れ、反射はマッハ反射となる。非定常流では、三重点が反射面に対して静止している場合（定常マッハ反射）、または反射面に向かって移動している場合（逆マッハ反射）もある。逆マッハ反射では、マッハステムは流れに向かって凸状となり、滑り面は反射面から離れる方向に湾曲する。これらの各構成は、単一マッハ反射、遷移マッハ反射、二重マッハ反射の3つの可能性のいずれかをとることができる。[2]
参照
参考文献
- チャップマン、CJ (2000).ハイスピードフロー. CUP . ISBN 978-0-521-66169-0。
- アンダーソン、ジョン・D・ジュニア（2001年1月）[1984]. 『空気力学の基礎（第3版）』McGraw-Hill Science/Engineering/Math . ISBN 978-0-07-237335-6。
- ^ ab 「デュアルソリューション領域における通常反射とマッハ反射の遷移」（PDF） 2007年。 2010年8月13日閲覧。
- ^ ab Ben-Dor, Gabi (2007).衝撃波反射現象（第2版）. Springer . ISBN 978-3-540-71381-4。
- ^ Gavrenkov, SA; Gvozdeva, LG (2012). 「定常超音速気体流における三重衝撃波構成の不安定性発現の数値的研究」 . Technical Physics Letters . 38 (6): 587– 589. Bibcode :2012TePhL..38..587G. doi :10.1134/S1063785012060223.
- ^ Gvozdeva, LG; Gavrenkov, SA (2013). 「定常超音速気体流における異なる種類の衝撃波反射間の切り替えに対する断熱指数の影響」 . Technical Physics . 58 (8): 1238– 1241. Bibcode :2013JTePh..58.1238G. doi :10.1134/S1063784213080148.
- ^ Gvozdeva, LG; Gavrenkov, SA (2012). 「定常流における負の反射角を持つ三重衝撃波構成の形成」 . Technical Physics Letters . 38 (4): 372– 374. Bibcode :2012TePhL..38..372G. doi :10.1134/S1063785012040232.
外部リンク
- マッハ反射効果の発見と講堂での実証
- Google Scholar検索
