什么样的流动可以认为是不可压流动

bs18b20

请问一下
高速水射流中，水压为300MPA，通过小口喷射速度远远超过声速
水能不能近视为不可压缩流呢，很多都是这么处理的

通流

算了一下，出口处，水的流速接近800米/秒。
对于空气，是超音速，对于水，不是。也就是空气要作为可压的来计算，水还是可以用不可压。由于液体和气体有很大的不同。如何处理液体中的超声速，我还没有搞明白。从音速的定义来看，似乎也可以当成可压缩。不过水要达到声速，动压高达1150MPa，也就是一万多大气压。不知有没有应用领域。

xukjzit

有相关报道标明，常温常压下Ma数小于0.3通常为不可压，其结果与解析结果相差不到3%

flowinflow

原帖由 通流 于 2011-4-1 22:05 发表

                               
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算了一下，出口处，水的流速接近800米/秒。
对于空气，是超音速，对于水，不是。也就是空气要作为可压的来计算，水还是可以用不可压。由于液体和气体有很大的不同。如何处理液体中的超声速，我还没有搞明白。从音速 ...

请教一下，您的800m/s怎么算出来的？

另外，液体超声速和气体没什么区别吧，基于压强计算和压缩流是一样的。

通流

伯努利方程，不可压的。

flowinflow

原帖由 通流 于 2011-9-17 07:35 发表

                               
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伯努利方程，不可压的。

恩，谢谢

yuren2

空气动力学里面有个近似算法,不可压缩流动经过一个变换可以变成可压缩流动,变换的因子是(1-M^2)^(1/2) ;照这么看,M<0.3的时候, 这个变换和不变换的误差小于0.05,于是有相对流速的流场和流速近似为零的流场相差不多,所以都可以看作不可压缩流动.

通流

你说的是所谓的人工压缩性，或者叫preconditioning吗？这跟这里讨论的怎么联系起来。我是没有看明白。

yuren2

原帖由 通流 于 2012-1-25 00:57 发表

                               
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你说的是所谓的人工压缩性，或者叫preconditioning吗？这跟这里讨论的怎么联系起来。我是没有看明白。

这里说的不是什么人工压缩性,这里说的是物理上实在的介质性质.这是空气动力学的基本概念

所谓人工压缩性,是在不可压流的有限差分算法里面添加一些人工附加项,把它叫做人工压缩性,和这里的压缩性是两码事情!

     这里的压缩性质的状态方程密度变化所带来的压缩性, P=rho g R T, 来流速度变化会引驻点位置以及加速区域的压力变化,从而改变了整个流场形态,这里的压缩性是指这一方面.
    对于搞不可压缩流动比较困难的是那个空气动力学里面的可压缩流动的速度势方程, 它和不可压缩流动的拉普拉斯方程唯一不一样的地方,就是在X方向的导数项多了一个(1-M^2)的系数,这个系数说明了,密度不变化的流动和密度变化流动的区别关键之点在于马赫数变化,高速流动的声音波动传播方程也有这个系数的区别.
   所有的流动,速度再小,也有一个不为零的马赫数,但是马赫数小到什么程度才算区别很小以至可以忽略呢?
从这个方程的系数来分析,马赫数小于0.3,方程误差小于5%,在现在的技术水平和工程需要来看,就可以算成就看不出结果的区别来了,所以马赫数小于0.3的流动也可以称为不可压缩流动.
  以后计算发展了,没准这个不可压缩流范围的定义还会变,就和附面层边界原来定义为和主流相差5%,现在改成了1%.一样,教科书也会变的.

[ 本帖最后由 yuren2 于 2012-1-27 13:31 编辑 ]

yuren2

原帖由 bs18b20 于 2011-4-1 01:12 发表

                               
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请问一下
高速水射流中，水压为300MPA，通过小口喷射速度远远超过声速
水能不能近视为不可压缩流呢，很多都是这么处理的

你说的那玩意儿叫水刀,高压射水流,用来切割钢板之类
它的的压力分300MP的，还是500MP的两种
300MP的压力可以调到400M/S的速度。
500MP的压力才可以调到600M/S的速度·
水流的速度要和水声速来比较,1400m/s,所以水速尽管比空气声速高,但是和喷管里面的水介质声速来比较,
你就知道小的太厉害了,所以水流一般情况下都是不可压流.
除非你要搞这种水力切割,300MPa的时候还不算可压缩流动
但是到500MP就可以算作可压缩流动了

要说明的是,水的可压缩性探讨和空气还是有区别的,所以对于空气小于声速0.3倍的约定仅仅是个粗略的说法,数值计算,对于水,会有些变化,可以不拘泥这些,都按照可压缩处理,反正不会错!

[ 本帖最后由 yuren2 于 2012-1-27 13:27 编辑 ]

通流

那么你前面说的
不可压流动经过一个变换成了可压流动是什么意思？
如果从物理的角度来看，应该是可压缩流动可以简化为不可压流动才对啊。

yuren2

原帖由 通流 于 2012-1-27 14:19 发表

                               
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那么你前面说的
不可压流动经过一个变换成了可压流动是什么意思？
如果从物理的角度来看，应该是可压缩流动可以简化为不可压流动才对啊。

可压缩和不可压缩流动如何通过一个变换得到互相对应的结果
请见本科空气动力学教材:
第6章+亚音速翼型和机翼的气动特性(2) 上海交通大学 航空航天学 飞行器空气动力学 http://wenku.baidu.com/view/698e680cf12d2af90242e676.html

[ 本帖最后由 yuren2 于 2012-1-27 18:44 编辑 ]

hawking2006

能不能简单的借用固体力学里面的弹性模量的概念来理解？
认为流体也有一个模量（事实上流体确有弹性），在一定条件（温度、压力、化学反应）下，体积发生明显变化导致密度变化，密度变化率到了不可一被忽视（0.1% or 1% or whatever）的时候，就是compressible-fluid-dynamics问题。

ch06

我在计算两相流时，发现如果在有限空间内的流动，气体采用可压往往能得到较好的结果。

pswpswpsw

拿燃烧举例子。随便拿一篇00年之后的文章，方程都是可压的。