Reflexão Mach - Mach reflection
A reflexão de Mach é um efeito de dinâmica de fluido supersônico, nomeado para Ernst Mach , e é um padrão de reflexão de onda de choque envolvendo três choques.
Introdução
A reflexão de Mach pode existir em fluxos estáveis, pseudoestáveis e instáveis. Quando uma onda de choque, que está se movendo com uma velocidade constante, se propaga sobre uma cunha sólida, o fluxo gerado pelo choque colide com a cunha, gerando assim um segundo choque refletido, que garante que a velocidade do fluxo seja paralela à superfície da cunha . Visto na estrutura do ponto de reflexão, esse fluxo é localmente estável e é referido como pseudoestável. Quando o ângulo entre a cunha e o choque primário é suficientemente grande, um único choque refletido não é capaz de virar o fluxo para uma direção paralela à parede e ocorre uma transição para a reflexão de Mach.
Em uma situação de fluxo constante, se uma cunha for colocada em um fluxo supersônico constante de tal forma que seu choque oblíquo colida em uma parede plana paralela ao fluxo livre, o choque vira o fluxo em direção à parede e um choque refletido é necessário para virar o fluxo de volta para uma direção paralela à parede. Quando o ângulo de choque excede um certo valor, a deflexão alcançável por um único choque refletido é insuficiente para virar o fluxo de volta para uma direção paralela à parede e a transição para a reflexão de Mach é observada.
A reflexão de Mach consiste em três choques, nomeadamente o choque incidente, o choque refletido e uma haste de Mach, bem como um plano de deslizamento. O ponto onde os três choques se encontram é conhecido como o 'ponto triplo' em duas dimensões, ou um choque-choque em três dimensões.
Tipos de reflexão de Mach
O único tipo de reflexão de Mach possível em fluxo constante é a reflexão de Mach direta, na qual a haste de Mach é convexa em relação ao fluxo que se aproxima e o plano de deslizamento se inclina em direção à superfície refletora.
Por novos resultados, há uma nova configuração de ondas de choque - configuração com um ângulo de reflexão negativo em fluxo constante.
Em fluxos Pseudo-estacionários, o ponto triplo se afasta da superfície refletora e a reflexão é uma reflexão direta de Mach. Em escoamentos instáveis, também é possível que o ponto triplo permaneça estacionário em relação à superfície refletora (reflexão de Mach estacionária) ou se mova em direção à superfície refletora (reflexão de Mach inverso). Na reflexão de Mach inversa, a haste de Mach é convexa em direção ao fluxo que se aproxima, e o plano de deslizamento se curva para longe da superfície refletora. Cada uma dessas configurações pode assumir uma das seguintes três possibilidades: reflexão de Mach único, reflexão de Mach transicional e reflexão de Mach duplo.
Veja também
- Dinâmica de Gás
- Onda de choque
- O choque polar é uma ferramenta gráfica para determinar se ocorre reflexão de Mach.
Referências
- Chapman, CJ (2000). Fluxo de alta velocidade . CUP . ISBN 978-0-521-66169-0.
- Anderson, John D. Jr. (janeiro de 2001) [1984]. Fundamentals of Aerodynamics (3ª ed.). McGraw-Hill Ciência / Engenharia / Matemática . ISBN 978-0-07-237335-6.