راهنمایی در زمینه ائرودینامیک

یک پرتابه بلند و باریک با مخروط دماغه ای در حال آزمایش در یک تونل باد مافوق صوت است. مقطع تست دارای سطح مقطع مربع با طول ضلع (L) 1 متر است. عدد ماخ مورد نظر (Ma) در بخش تست Ma = 3.0 است. هوا در شرایط استاندارد جوی وارد محفظه ته نشینی می شود (ρ = 1.225 kg/m³، γ = 1.4). الف) مفهوم موج ضربه ای معمولی و چگونگی تاثیر آن بر خواص جریان (فشار، دما و سرعت) در جریان مافوق صوت را توضیح دهید. ب) با توجه به محدودیت های یک نازل همگرا-واگرا برای دستیابی به Ma = 3.0 در بخش آزمایش، توضیح دهید که چرا ممکن است یک موج ضربه ای معمولی در تونل باد ایجاد شود. ج) با فرض تشکیل موج ضربه ای معمولی در پایین دست خروجی نازل، تغییرات کیفی در خواص جریان (فشار، دما و سرعت) در طول موج ضربه ای معمولی را به طور خلاصه شرح دهید. نکات: موج ضربه ای معمولی ناحیه نازکی است که در آن خواص جریان یک تغییر ناگهانی و غیر قابل برگشت را تجربه می کند. محدودیت های نازل همگرا- واگرا را برای دستیابی به اعداد ماخ مافوق صوت بسیار بالا در نظر بگیرید.