Supersonic Shock Waves with Schlieren Imaging

Schlieren imaging is used to show shock waves and compression waves in supersonic flow. It helps make air motion visible when the flow becomes compressible. In this demonstration, a Mach 2.0 flow over a cone is examined with a Schlieren system.

Military jet fighters and projectiles can travel fas...

军用喷气式飞机以超过音速的惊人速度飞行，这种速度称为超音速。在描述超音速时，我们使用马赫数来衡量相对于音速的速度。当马赫数大于0.8但小于1.2时，速度处于跨音速范围；当马赫数高于1.2时，速度则为超音速。

通过分析锥形物体周围的气流，让我们更仔细地观察在这些高速条件下发生的现象。当马赫数超过0.3时，必须考虑空气的可压缩性效应，因为在如此高的速度下，空气的密度会发生显著变化。当来流速度超过马赫1.0时，锥体或楔形物前端会形成斜激波，同时在运动物体周围形成膨胀波系。

激波是一种极薄的传播扰动，在其中流动参数（如压力、温度和密度）会发生突变。膨胀扇由无限多道波组成，当超音速气流绕凸角转折时产生。在膨胀扇内，压力、密度和温度持续下降，而速度则增加。由于激波和膨胀扇内...