Source : Jose Roberto Moreto, Jaime Dorado, et Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA

Les chasseurs à réaction militaires et les projectiles peuvent voler à des vitesses incroyables qui dépassent la vitesse du son, ce qui signifie qu'ils voyagent à une vitesse supersonique. La vitesse du son est la vitesse à laquelle une onde sonore se propage à travers un milieu, qui est de 343 m/s. Les nombres de Mach sont utilisés pour évaluer la vitesse de vol d'un objet par rapport à la vitesse du son.

Un objet voyageant à la vitesse du son aurait un nombre mach de 1,0, tandis qu'un objet voyageant plus vite que la vitesse du son a un nombre mach supérieur à 1,0. Les effets de compressibilité de l'air doivent être pris en compte lorsque vous voyagez à de telles vitesses. Un flux est considéré comme compressible lorsque le nombre de Mach est supérieur à 0,3. Dans cette démonstration, le flux supersonique Mach 2.0 sur un cône sera analysé en visualisant la formation d'ondes de choc et d'ondes de compression dans un flux compressible à l'aide d'un système Schlieren.

1. Visualiser les ondes de choc à l'aide d'un système d'imagerie schlieren

1. Activez les tours sèche-linge pour déshydrater l'air. Cela permettra de s'assurer que le flux d'air ne contient pas d'humidité, et empêchera la formation de glace lorsque la température locale dans la section d'essai baisse en raison de l'écoulement supersonique.
2. Ouvrez la section d'essai et fixez le modèle de cône demi-angle de 15 degrés à la structure de soutien.
3. Vérifiez si la section d'essai est d

Dans cette démonstration, un cône avec un demi-angle de 15 degrés a été soumis à un flux supersonique à Mach 2.0. Dans la figure 3, on observe un sillage de choc et un ventilateur d'expansion au-dessus du cône. Théoriquement, un choc oblique devrait se former à la surface du cône à un angle de 33,9 degrés. L'angle expérimental a été mesuré à 33,6 degrés, comme le montre la ligne rouge de la figure 3B. Par rapport aux données théoriques, l'erreur en pourcentage s'est a...

La technique d'imagerie schlieren est une technique classique de visualisation du flux optique basée sur les changements de densité dans le fluide. Il s'agit d'un système simple construit avec des miroirs concaves, un couteau-bord, et une source de lumière. Avec ce système, les caractéristiques de flux supersonique, telles que les ondes de choc et les ondes d'expansion, peuvent être visualisées. Cette technique, cependant, a des limites de sensibilité aux flux à basse vitesse.

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