怎么理解马赫数

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斟酌到马赫主要应用在航天飞行方面,在这里侧重以气体为流体来进行分析说明,因此就必须说到声速这个概念。

在气体或液体中,声音由压缩波组成,而固体中,波是以两种不同的类型来进行传播,纵波和横波。

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纵波局限在一个平面内,这是唯一在气体和液体中传播的声波

而横波也被称作剪切波,只出现在固体中,由于只有固体才能支持弹性变形,一般来说,横波以一对正交极化的情势出现。

介于声波在不同介质下的传递,声速是可变的,这取决于波传播的物资特性。

而在流体中,只有介质的可压缩性和密度是重要因素,由于流体不传递剪切应力。

另外还需要知道的一点,声波在其中传播的介质其实不总是绝热地响应,因此声速会随频率而变化。

最早关于这类研究的实验是在19世纪,由著名物理学家艾萨克·牛顿计算得出,不过在后来的实验中,人们更改了牛顿在当年计算出的数据。

回到我们前面所提到的声速传递,目前为止关于声速在空气中的利用可以知道的是,影响空气中声速的最重要因素是温度。

速度与绝对温度的平方根成正比,大约为每摄氏度增加0.6m/s。

同时声音的速度也因湿度而提高,0%~100%湿度之间的差异大概在1.5m/s,这类湿度效应的大小随温度变化显著增加。

马赫数来说,学术定义为:马赫数小于1,则流动速度小于声速;大于马赫数1的,则意味着物体宏观运动速度比声速快。对于飞行在空气中的物体而言,物体向前飞行时,会给空气带来持续的扰动,并且通过一种能量传递让前方的气体“散开”。

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