空氣在壓強作用下的可壓縮程度,用彈性模量E（即壓強變化量與單位質量空氣體積的相對變化量之比）度量。
基本介紹
- 中文名：空氣壓縮性
- 外文名：Compressibility of air
- 學科：物理
- 概述：可壓縮程度
- 表示：彈性模量
- 影響：對湍流擴散過程影響較大
簡介,特徵,影響,
簡介
空氣在壓強作用下的可壓縮程度,用彈性模量E（即壓強變化量與單位質量空氣體積的相對變化量之比）度量。
特徵
E 與空氣中聲音的傳播速度a (稱聲速或音速)有直接聯繫，因此音速是一個基本參數。a 越大表示越不易壓縮。在可壓縮流中，只有將流動速度與音速進行比較才能表明壓縮性是大或是小。馬赫數(M)是衡量空氣壓縮性影響的最重要參數。在流場中，不同點的氣流速度和當地音速都可能不同，因而M數也經常不同。在絕熱流動中,速度增大,M數也隨著增大。在繞飛行器的流動分析中，是否一定考慮空氣的壓縮性要看流動過程中產生的壓強變化是否能引起顯著的密度變化。M數小於0.3時密度變化不到5%,一般可以把這種流動近似地看作是不可壓縮的；只有當M數大於0.3時才考慮壓縮性影響。壓縮性不同流動特性就不同，對空氣動力的影響也不同。對於繞飛行器的流動問題，通常按遠前方未經擾動的來流馬赫數M∞進行劃分。當M∞小於0.3時，與不可壓縮流動近似,稱為低速流動；當M∞在0.3～0.8之間,為亞音速流動，這時壓縮性對空氣動力特性的影響可通過對低速流動中的結果進行壓縮性修正(見卡門-錢學森公式、格泰特法則)。當M∞在0.8～1.2之間時，為跨音速流動，這時流場中會有局部超音速或局部亞音速區，一般會出現激波。在這個範圍內，隨著 M∞的增大空氣動力係數會有很大變化，當 M∞在1.2～5之間時，為超音速流動。當M∞超過5時，為高超音速流動。
空氣壓縮性
空氣壓縮性影響
由溫度脈動引起的空氣壓縮性對速度和溫度邊界層粘性底層區的速度、溫度分布影響較小，但使完全湍流區的無量綱速度、溫度以及速度、溫度變化梯度增大，且速度邊界層和溫度邊界層厚度在壓縮情形下變小，隨著來流Ma的增大，壓縮性的影響逐漸增大。
空氣壓縮性對分子擴散過程影響極小，而對湍流擴散過程影響較大。
