一組聯繫激波前後介質運動速度、壓強、溫度、密度等參量的關係式。
在隨激波一起運動的坐標系內,激波是固定不動的。在圖1中激波上的P點,聯繫激波前後介質速度v、壓強p、密度ρ和比焓h(單位品質物質的焓)的品質守恆、動量守恆和能量守恆方程分別為:
下標1、2分別表示激波前後的參量,
n、
t分別表示沿
P點處激波法線方向
n和切線方向
t的分量。這些基本關系對任何介質,包括氣體、液體和固體都適用,但隨介質的不同可有不同的表達形式(見
固體中的激波)。這些關系式通常稱為蘭金-許貢紐關系式。為使上述方程組封閉,還應該補充介質的狀態方程。氣體狀態方程研究得比較充分,固體和液體在高溫、高壓下的狀態方程還需要進一步研究。
對於比熱為常值的完全氣體,利用相應的狀態方程,可以直接解出斜激波後諸氣流參量的關系式:
![](/img1/13349.gif)
,
![](/img1/13351.gif)
,
式中
c
*為臨界聲速(對應於
![](/img1/13355.gif)
=1時的
聲速);
1為波前氣流的
馬赫數;
β為激波相對於波前氣流方向的傾斜角(圖1);
T、
s和
p
0分別為熱力學溫度、比熵(單位質量物質的
熵)和總壓;
γ為
比熱比。當
β等於90°時,這些關系式就成瞭正激波關系式。
在正激波中,存在關系v1v2=c*2或λ1λ2=1,式中λ=v/c*稱為速度系數,在流速等於聲速時,λ=1。這個關系說明超聲速流(λ1>1) 經過正激波變為亞聲速流(λ<1),相反的變化則是不可能的。從經正激波的熵增(ΔS=S2-S1)同波前馬赫數的關系(圖2)看出,若波前為亞聲速流(
1<1),則Δ
S<0,這違反熱力學第二定律,故是不可能的。
由質量守恒關系式可直接求出氣流經激波後的折角δ同激波傾斜角β的關系:
![](/img1/13358.gif)
。
對於定比熱的完全氣體,這個關系化為:
對應於一定的
1,存在一個最大的折角
δ
![](/img1/13360.gif)
。在馬赫數為
1的氣流遇到一半頂角為
α的尖楔時(圖3),若
α<
δ
![](/img1/13360.gif)
,就形成一道依附於尖楔頂端的斜激波;若
α>
δ
![](/img1/13360.gif)
則產生一道立在尖楔前方的離體弓形激波。