请教：F-18战斗机突破音障？

加菲猫

从网上看到一张“F-18战斗机突破音障”的照片，看不明白（本人是学“水”的，对军事比较感兴趣），不知哪位大侠能解释一下，做一次科普讲座，谢了！

laojiang

白色的是激波面，由水蒸气形成的，激波前后压力变化很大....................
以后的知识就是热力学的了
我不是搞热力学的
怎么办呢

加菲猫

楼上师兄，先谢了！
不知哪位师兄能继续解释一下？
另外，我有个小问题（也可以说是一点感想）：在CFD领域，在可压缩流方面（空气动力学）的发展远远快于不可压缩流（如水），不知是什么原因？
有些书和文章认为，不可压缩流压力与流速相耦合，且压力没有单独的表达式，使求解比较困难。而可压缩流，压力可利用热力学方程列出。
目前好像研究空气的人特别多，而研究水的比较少，这是否也是一个原因？

laojiang

另外，我有个小问题（也可以说是一点感想）：在CFD领域，在可压缩流方面（空气动力学）的发展远远快于不可压缩流（如水），不知是什么原因？
有些书和文章认为 ...

至少计算流的书都说是这样的
偶认为：
北航的一个牛人不说已经彻底解决了不可压缩流的湍流问题了吗，还研究干吗

fluid

不可压只是可压的特例，进行了勃斯尼克近似。如果用可压流的控制方程，例如NS方程，来求解不可流，你会发现特征值之间数量上相差很大，因而波束之间的传播速度相差很大，故扰动波在流场中的传播极不均匀，很难收敛。另外，还有求解精度的问题。

junior

不可压流方程是椭圆型的，超音速流是双曲型的，属于不同的数学问题，后者比较容易求解，所以发展较快。不过现在也有算不可压流方程的软件，应该也有很好的发展了。

advard

相对来说，不可压流的求解比较简单，主要是simple算法系列，目前商业CFD软件，如phoenics就是这种算法。现在的一个研究方向是可压与不可压流统一求解。

advard

本人认为，不可压好解，而可压难处理。

加菲猫

谢谢各位的热情解答！
在朱家鲲教授的《计算流体力学》书中对流动方程进行了如下分类：
流动                                方程类型
位势流                             laplace
非定常可压缩无粘流                 双曲型
非定常可压缩粘性流                 抛物型
非定常不可压缩粘性流                 抛物型
非定常不可压缩无粘流                 除特殊情况外，非标准
定常亚音速流                       椭圆型
定常超音速流                       双曲型
定常跨音速流                       混合型
不知对否？

ddydai

本人以为：
  双曲型方程要比椭圆性方程难解，对流项的处理往往是计算流替力学的难点，这在
有间断的情况下尤其明显，因次ADVARD的观点我比较赞同，而斑竹的话似乎。。。。

stara

可亚流计算不比不可亚容易，关键是需求带动了
空气动力学的发展，近20年空气动力就没有大的
发展就从份说明这一点。

zzhong

谁能再解释解释那幅画？，为什么击波面上会有水气？

sasasa

[这个贴子最后由sasasa在 2003/08/16 08:47pm 第 1 次编辑]

看你挺感兴趣，再送你一幅。点击可看大图。

周华

应该是因为激波压缩，使激波后面空气达到了局部温度条件下的蒸气压，从而使空气中水分析出导致的。
解释这个现象的难点是，在温度升高的同时，压强也在增高。前者有利于水汽析出，后者抑制水汽析出，因此只有在一定的条件下才能发生图片中出现的情况。比如空气中水汽含量达到或接近饱和状态，同时温度跃升作用大于压强等等。从一些录像资料上观察，飞机只有在跨越音速的瞬间出现上面的水汽析出现象，在超音速飞行中则看不到这么明显的水汽。在乘坐飞机时可以发现，在下雨的时候，飞机如果做穿云飞行，则机翼的某些有突起的地方也会“产生”云雾，当然这些云雾是比较微弱的。这种现象与F-18上出现的水汽屏，从机理上看应该是一样的。