圧縮性流れ

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/11/27 02:08 UTC 版)

衝撃波管

衝撃波管は、化学反応速度の測定に加えて、解離エネルギーと分子緩和率を測定し、衝撃波の挙動を調べるために使用されており、空気力学的試験にも使用されている。従動ガス（衝撃波の背後のガス）中の流れは、高温高圧状態を可能にする風洞としてよく使用され、ジェットエンジンのタービンセクション内の条件を再現する。ただし、テスト時間は、接触面または反射衝撃波のいずれかの到着によって、数ミリ秒に限定される。

さらに衝撃波管は、添加ノズルとダンプタンクと、ショックトンネルにも開発されている。得られた高温超音速流が宇宙船または極超音速航空機の大気圏再突入をシミュレートするために使用される。ただし、上述と同様、試験時間は制限される。

水類似

開水路など浅水中の流れは圧縮性流れに類似している。これは水類似と呼ばれる^[12]。次の仮定

比熱一定の完全気体の等エントロピー流れ（圧縮性流れ）
水深が波長に比べ極めて小さい（速度と加速度の延長方向成分が無視できる）場合の非粘性流れ（浅水流れ）

のもとで、圧縮性2次元非定常流れと浅水流れは類似の微分方程式により記述され、各物理量には表のような対応関係が成り立つ。

圧縮性流れ	浅水流れ
速度	速度
音速	位相速度
密度、温度	水深z
圧力	1/2gz ²
比熱比	定数 2
気体定数	g /2
定圧比熱	重力加速度g
定積比熱	g /2
マッハ数	フルード数

水類似は解析が困難な複雑な流れを定性的に理解するのに利用できる。伝播速度が速いためなどの理由で困難になる観測も、浅水流れにおける類似した過程を用いて調べることができる。

このことは1932年にリアブチンスキーによって明らかにされた^[13]。

参考文献

Shapiro, Ascher H. (1953). The Dynamics and Thermodynamics of Compressible Fluid Flow, Volume 1. Ronald Press. ISBN 978-0-471-06691-0
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Liepmann, H. W.; Roshko A. (2002). Elements of Gasdynamics. Dover Publications. ISBN 0-486-41963-0
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Meyer, Richard E. (2007). Introduction to Mathematical Fluid Dynamics. Dover Publications. ISBN 0-486-45887-3
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Lakshminarayana, B. (1995). Fluid Dynamics and Heat Transfer of Turbomachinery. Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-85546-0

参考文献

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^ 白樫正高; 増田渉; 高橋勉『流体工学の基礎』丸善、2006年、37頁。ISBN 4-621-07779-1。
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^ ^a ^b Anderson, John D. (2007) Fundamentals of Aerodynamics, 4th ed. McGraw-Hill. ISBN 0-07-125408-0. pp. 483-755.
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^ Shapiro (1953), The Dynamics and Thermodynamics of Compressible Fluid Flow, Volume 1, p.344
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