صدمة متحركة

في ديناميكا الموائع ، تُعرَّف الصدمة المتحركة بأنها موجة صدمية تنتقل عبر وسط مائع (غالباً غازي ) بسرعة نسبية إلى سرعة المائع المكون للوسط. ^{[ 1 ]} ولذلك، تتطلب علاقات الصدمة العادية تعديلاً لحساب الخصائص قبل الصدمة المتحركة وبعدها. وتُعد معرفة الصدمات المتحركة مهمة لدراسة الظواهر المحيطة بالانفجار ، إلى جانب تطبيقات أخرى.

لاستنتاج المعادلات النظرية لموجة صدمية متحركة، يمكن البدء بتحديد المنطقة أمام الموجة الصدمية بالرمز السفلي 1، بينما يُحدد الرمز السفلي 2 المنطقة خلفها. يوضح الشكل ذلك، حيث تنتشر الموجة الصدمية نحو اليمين. يُرمز لسرعة الغاز بالرمز u ، والضغط بالرمز p ، وسرعة الصوت المحلية بالرمز a . سرعة الموجة الصدمية بالنسبة للغاز هي W ، مما يجعل السرعة الكلية مساوية لـ u + ₁ + W.

بعد ذلك، لنفترض أن إطارًا مرجعيًا مُثبَّت على الصدمة بحيث تبدو ثابتة بينما يتحرك الغاز في المنطقتين 1 و2 بسرعة نسبية إليها. إعادة تعريف المنطقة 1 على أنها x والمنطقة 2 على أنها y يؤدي إلى السرعات النسبية التالية للصدمة:

${\displaystyle \ u_{y}=W+u_{1}-u_{2},}$

${\displaystyle \ u_{x}=W.}$

باستخدام هذه السرعات النسبية للصدمة، يمكن تعريف خصائص المناطق قبل وبعد الصدمة كما يلي، مع تعريف درجة الحرارة بـ T ، والكثافة بـ ρ ، ورقم ماخ بـ M :

$\displaystyle \ p_{1}=p_{x}\quad$ ;\quad p_{2}=p_{y}\quad  ;\quad T_{1}=T_{x}\quad  ;\quad T_{2}=T_{y},}

$\displaystyle \ \rho _{1}=\rho _{x}\quad$ ;\quad \rho _{2}=\rho _{y}\quad  ;\quad a_{1}=a_{x}\quad  ;\quad a_{2}=a_{y},}

${\displaystyle \ M_{x}={\frac {u_{x}}{a_{x}}}={\frac {W}{a_{1}}},}$

${\displaystyle \ M_{y}={\frac {u_{y}}{a_{y}}}={\frac {W+u_{1}-u_{2}}{a_{2}}}.}$

بإدخال نسبة السعة الحرارية كـ γ ، يمكن اشتقاق نسب سرعة الصوت والكثافة والضغط:

${\displaystyle \ {\frac {a_{2}}{a_{1}}}={\sqrt {1+{\frac {2(\gamma -1)}{(\gamma +1)^{2}}}\left[\gamma M_{x}^{2}-{\frac {1}{M_{x}^{2}}}-(\gamma -1)\right]}},}$

${\displaystyle \ {\frac {\rho _{2}}{\rho _{1}}}={\frac {1}{1-{\frac {2}{\gamma +1}}\left[1-{\frac {1}{M_{x}^{2}}}\right]}},}$

${\displaystyle \ {\frac {p_{2}}{p_{1}}}=1+{\frac {2\gamma }{\gamma +1}}\left[M_{x}^{2}-1\right].}$

يجب الأخذ في الاعتبار أن المعادلات المذكورة أعلاه تخص موجة صدمية تتحرك نحو اليمين. أما بالنسبة لموجة صدمية تتحرك نحو اليسار، فيجب تبديل قيمتي x و y ، وبالتالي:

${\displaystyle \ u_{y}=W-u_{1}+u_{2},}$

${\displaystyle \ M_{y}={\frac {W-u_{1}+u_{2}}{a_{2}}}.}$

• موجة الصدمة القوسية (الديناميكا الهوائية) – موجة اضطراب منحنية تنتشر 
• التدفق الانضغاطي – فرع من ميكانيكا الموائع 
• ديناميكا الغازات – فرع من ميكانيكا الموائع. صفحات تعرض أوصافًا موجزة لأهداف إعادة التوجيه. 
• الصدمة المائلة – موجة صدمية مائلة بالنسبة لاتجاه التدفق الأمامي الساقط 
• مروحة براندتل-ماير للتمدد – ظاهرة في ديناميكا الموائع. صفحات تعرض أوصافًا موجزة لأهداف إعادة التوجيه. 

• دليل ناسا للمبتدئين في الديناميكا الهوائية الانضغاطية