books ordinary shock wave
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
موجة الصدمة العادية (Info)
بإمكان موجة الصدمة ان تتشكل من خلال انحدار شديد للموجات العادية. وأفضل مثال لتلك الظاهرة هي موجات المحيط التي تتكسر بقوة على الشاطئ. بالمياه غير العميقة تعتمد سرعة موجات السطح على مدى عمق المياه. لذلك تكون قمة موجات المحيط هي أسرع قليلا من المنخفض ما بين الموجتين، وذلك بسبب ان ارتفاع الموجة ليست صغيرة جدا مقارنة مع عمق الماء. فقمة الموجات ستتجاوز المنخفض حتى تكون مقدمة الموجة تشكلت عموديا وانتشرت على صورة صدمة مضطربة أو موجة تتكسر على الصخر وستبدد طاقة الموجة على شكل صوت وحرارة.
ظاهرة شبيهة تؤثر على الموجات الصوتية القوية بالغاز أو البلازما، ذلك بسبب اعتماد موجة الصوت على الحرارة والضغط. فالموجات القوية تسخن الوسط المحيط القريب من جبهة الضغط. وخلال انضغاط كظمي (adiabatic compression) للهواء نفسه، فالجبهات الضغط العالية تتجاوز المنخفضة المجاورة لها. فتشكيل الصدمة بواسطة تلك العملية لا تحصل لموجات الصوت بالغلاف الجوي للأرض، ولكن يعتقد بانها إحدى الميكانيكيات التي تسخن غلاف اللون الشمسي (solar chromosphere) والهالة المحيطة بها (Corona) حيث تنتشر الموجات داخل محيط الشمس.
إذا كان التدفق قابلاً للانضغاظ في مسار قليل الانحرافات، فان التدفق عكسوي والانتروبيا ثابته. لكن إذا كان التدفق سريع وسرعته تفوق سرعة الصوت وفي نفس الوقت يوجد تغير مفاجئ في مساحة مسار التدفق، فان التدفق في هذه الحالة يصبح غير عكسوي والانتروبيا في ازدياد. بشكل عام، موجة الصدمة تتكون حينما تتغير خصائص الغاز بمقدار كبير ومفاجئ. خلال موجة الصدمة فإن الضغط الساكن والحرارة وكثافة الغاز تزداد لحظياً. موجة الصدمة لا تضيف أو تستهلك شغل فلذلك لن يكون هناك أي تبادل حراري وأيضا لهذا السبب فان الاثلبيا والحرارة ثابتين. لكن، عملية موجة الصدمة ليست عملية متساوية الانتروبية، فلذلك مجموع الضغط في اتجاه التيار دائماً اقل من مجموع الضغط عكس التيار ويفسر تلك الخسارة في الضعط، ان موجة الصدمة تساهم في خسارة الضغط. التغيير في مجموع الضغط أثناء موجة الصدمة يجعل معادلة بيرنولي غير صالحة وفي نفس الوقت رقم ماخ وسرعة التدفق تقل أيضا.
إذا كانت موجة الصدمة عامودية على اتجاه مسار التدفق فان هذه الظاهرة تسمى موجة الصدمة العادية. وفي الأسفل مجموعة من المعادلات التي تفسر متغيرات التدفق أثناء موجة الصدمة العادية. المعادلات الآتية تم استنتاجها من قانون حفظ الكتلة والزخم والطاقة.
أثناء عملية موجة الصدمة العادية فان رقم ماخ يقل ويمكن تفسير ذلك من خلال هذه المعادلة:
M1^2 = [(gam - 1) * M^2 + 2] / [2 * gam * M^2 - (gam - 1)]
درجة الحرارة لا تتغير خلال موجة الصدمة العادية
Tt1 / Tt0 = 1
درجة الحرارة الساكنة تزداد:
T1 / T0 = [2 * gam * M^2 - (gam - 1)] * [(gam - 1) * M^2 + 2] / [(gam + 1)^2 * M^2]
الضغط الساكن يزاداد:
p1 / p0 = [2* gam * M^2 - (gam - 1)] / (gam + 1)
الكثافة تتغير:
r1 / r0 = [(gam + 1) * M^2 ] / [(gam -1) * M^2 + 2]
مجموع الضعط يتغير إلى:
pt1 / pt0 = {[(gam + 1) * M^2 ] / [(gam - 1) *M^2 + 2]}^[gam/(gam-1)] * {(gam + 1) /[2 * gam * M^2 - (gam - 1)]}^[1/(gam - 1)]
الجزء الأيمن لكل المعادلات السابقة يعتمد على رقم ماخ. يمكن التعرف على جميع الظروف والحالات المتعلقة بموجة الصدمة العادية إذا كان رقم ماخ متاح.
