Vikipediya

Zarba toʻlqini: Versiyalar orasidagi farq

Tarixni interaktiv tarzda koʻrib chiqish
Keyingi tahrir →
Kontent oʻchirildi Kontent qoʻshildi
VizualVikimatn
"{{Течение жидкостей и газа}} '''Уда́рная волна́''' — поверхность разрыва, кот..." yozuvi orqali yangi sahifa yaratildi
 
Tahrir izohi yoʻq
Qator 1:
{{Течение жидкостей и газа}}
'''Zarba [[toʻlqini|toʻlqin]]''' — gazga nisbatan harakatlanuvchi [[yorilish sirti]] va u bilan kesishganda [[bosim]], [[zichlik]], [[harorat]] va [[tezlik]] keskin oʻzgarish — sakrashga erishadi. Koʻpincha '''[[zarbadan hosil boʻluvchi toʻlqin]]''' bilan adashtirishadi, lekin bu ikkalasi bir narsa emas, ikkinchi holatda parametrlarning oʻzi emas, ularning hosilasi sakrashga erishadi.
'''Уда́рная [[волна|волна́]]''' — [[поверхность разрыва]], которая движется относительно газа и при пересечении которой [[давление]], [[плотность]], [[температура]] и [[скорость]] испытывают скачок<ref>Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: ГИ ТТЛ, 1950. — 165 с.</ref>. Часто путают с понятием '''[[волна от удара]]''', это не одно и то же, во втором случае не сами параметры испытывают скачок, а их производные.
 
== Общие макроскопические свойства ударных волн ==
 
=== Термодинамика ударных волн ===
 
С макроскопической точки зрения ударная волна представляет собой воображаемую поверхность, на которой [[термодинамические величины]] среды (которые, как правило, изменяются в пространстве непрерывно) испытывают устранимые особенности: конечные скачки. При переходе через фронт ударной волны меняются [[давление]], [[температура]], [[плотность вещества]] среды, а также скорость её движения относительно фронта ударной волны. Все эти величины изменяются не независимо, а связаны с одной-единственной характеристикой ударной волны, [[число Маха|числом Маха]]. Математическое уравнение, связывающее термодинамические величины до и после прохождения ударной волны, называется [[ударная адиабата|ударной адиабатой]], или ''адиабатой Гюгонио''.
 
Ударные волны не обладают свойством аддитивности в том смысле, что термодинамическое состояние среды, возникающее после прохождения одной ударной волной нельзя получить последовательным пропусканием двух ударных волн меньшей интенсивности.
 
=== Происхождение ударных волн ===
 
[[Звук]] представляет собой колебания плотности среды, распространяющиеся в пространстве. [[Уравнение состояния]] обычных сред таково, что в области повышенного давления скорость звука (то есть скорость распространения возмущений) возрастает (то есть звук является [[нелинейная волна|нелинейной волной]]). Это неизбежно приводит к явлению опрокидывания решений, которые и порождают ударные волны.
 
В силу этого механизма, ударная волна в обычной среде — это всегда волна сжатия.
 
Описанный механизм предсказывает неизбежное превращение любой звуковой волны в слабую ударную волну. Однако в повседневных условиях для этого требуется слишком большое время, так что звуковая волна успевает затухнуть раньше, чем нелинейности становятся заметны. Для быстрого превращения колебания плотности в ударную волну требуются сильные начальные отклонения от равновесия. Этого можно добиться либо созданием звуковой волны очень большой [[громкость|громкости]], либо механически, путём околозвукового движения объектов в среде. Именно поэтому ударные волны легко возникают при [[взрыв]]ах, при около- и сверхзвуковых движениях тел, при мощных электрических разрядах {{nobr|и т. д.}}
 
== Микроскопическая структура ударной волны ==
 
Ширина ударных волн большой интенсивности имеет величину порядка длины свободного пробега молекул газа (более точно — ~10 длин свободного пробега, и не может быть менее 2 длин свободного пробега; данный результат получен Чепменом в начале 1950-х). Так как в макроскопической газодинамике длина свободного пробега должна рассматриваться равной нулю, чисто газодинамические методы непригодны для исследований внутренней структуры ударных волн большой интенсивности<ref>Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика:Учебное пособие в 10 т. Т. VI Гидродинамика. Москва: Наука, 1986 с.494</ref>.
 
Для теоретического изучения микроскопической структуры ударных волн применяется [[Физическая кинетика|кинетическая теория]]. Аналитически задача о структуре ударной волны не решается, но применяется ряд упрощённых моделей. Одной из таких моделей является модель [[Тамм, Игорь Евгеньевич|Тамма]]-Мота-Смита<ref>{{Cite journal
 
| doi = 10.1103/PhysRev.82.885
 
| volume = 82
 
| issue = 6
 
| pages = 885
 
| last = Mott-Smith
 
| first = H. M.
 
| title = The Solution of the Boltzmann Equation for a Shock Wave
 
| journal = Physical Review
 
| accessdate = 2010-04-12
 
| date = 1951-06-15
 
| url = http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRev.82.885
 
}}</ref><ref>
Тамм И. Е. Труды Физического института им. Лебедева АН СССР 29 (1965). Работа выполнена в 1947 г.
</ref>.
 
== Скорость распространения ударной волны ==
Скорость распространения ударной волны в среде превышает [[скорость звука]] в данной среде. Превышение тем больше, чем выше интенсивность ударной волны (отношение давлений перед и за фронтом волны): (p<sub>уд.волны</sub> — p<sub>сп.среды</sub>)/ p<sub>сп.среды</sub><ref>{{cite web|url=http://bse.sci-lib.com/article113581.html|title=Ударная волна в Большой Советской Энциклопедии|accessdate=2011-09-11|archiveurl=http://www.webcitation.org/65BNJAjax|archivedate=2012-02-03}}</ref>.
 
Например, недалеко от центра [[Ядерный взрыв|ядерного взрыва]] скорость распространения ударной волны во много раз выше скорости звука. При удалении с ослаблением ударной волны, скорость её быстро снижается и на большой дистанции ударная волна вырождается в [[звук]]овую (акустическую) волну, а скорость её распространения приближается к скорости звука в окружающей среде. Ударная волна в воздухе при ядерном взрыве мощностью 20 [[Тротиловый эквивалент|килотонн]] проходит дистанции: 1000 м за 1,4 с, 2000 м — 4 с, 3000 м — 7 с, 5000 м — 12 с. Поэтому у человека, увидевшего вспышку взрыва, есть какое-то время для укрытия (складки местности, канавы и пр.) и тем самым уменьшения поражающего воздействия ударной волны<ref>{{cite web|url=http://atombunker.ru/?page_id=23|title=Ударная волна в воздухе|accessdate=2011-09-11|archiveurl=http://www.webcitation.org/65BNKGVmM|archivedate=2012-02-03}}</ref>.
 
Ударные волны в твёрдых телах (например, вызванные ядерным или обычным взрывом в скальной породе, ударом метеорита или кумулятивной струёй) при тех же скоростях имеют значительно бо&#769;льшие давления и температуры. Твёрдое вещество за фронтом ударной волны ведёт себя как идеальная сжимаемая жидкость, то есть в нём как бы отсутствуют межмолекулярные и межатомные связи, и прочность вещества не оказывает на волну никакого воздействия. В случае наземного и подземного ядерного взрыва ударная волна в грунте не может рассматриваться, как [[Поражающие факторы ядерного взрыва|поражающий фактор]], так как она быстро затухает; радиус её распространения невелик и будет целиком в пределах размеров взрывной воронки <ref>.
Impact and explosion cratering. New-York, 1977. С. 804</ref>, внутри которой и без того достигается полное поражение прочных подземных целей.
 
== Ударные волны в специальных условиях ==
[[Файл:Shock_sink.jpg|thumb|Гидрогазоаналогия]]
* Ударная волна, путём нагрева среды, может вызвать экзотермическую [[химическая реакция|химическую реакцию]], что, в свою очередь, отразится и на свойствах самой ударной волны. Такой комплекс «ударная волна + реакция горения» носит название волны [[детонация|детонации]].
* В астрофизических объектах ударная волна может двигаться со скоростями, близкими к скорости света. В этом случае [[ударная адиабата]] модифицируется.
* Ударные волны в замагниченной [[Плазма (агрегатное состояние)|плазме]] также обладают своими характерными особенностями. При переходе через разрыв, изменяется также и величина [[магнитное поле|магнитного поля]], на что тратится дополнительная энергия. Это влечёт за собой существование максимально возможного коэффициента сжатия плазмы при сколь угодно сильных ударных волнах.
* Касательные ударные волны представляют собой поверхность разрыва смешанного (нормального и тангенциального) типа.
 
== См. также ==
* [[Звуковой барьер]]
* [[Сверхзвуковое течение]]
* [[Поражающие факторы ядерного взрыва]]
 
== Примечания ==
{{Примечания}}
 
== Литература ==
* {{ВТ-ЭСБЕ|Взрывная волна}}
 
{{sound-stub}}
{{phys-stub}}
 
[[Категория:Гидродинамические явления]]
"https://uz.wikipedia.org/wiki/Zarba_toʻlqini" dan olindi