En dinámica de fluidos , una onda de Mach es una onda de presión que viaja con la velocidad del sonido causada por un ligero cambio de presión agregado a un flujo compresible . Estas ondas débiles pueden combinarse en un flujo supersónico para convertirse en una onda de choque si hay suficientes ondas de Mach presentes en cualquier lugar. Tal onda de choque se llama vástago de Mach o frente de Mach . Por lo tanto, es posible tener una compresión o expansión sin choque en un flujo supersónico al tener la producción de ondas Mach suficientemente espaciadas ( cf. isentropiccompresión en flujos supersónicos). Una onda de Mach es el límite débil de una onda de choque oblicua donde los promedios de tiempo de las cantidades de flujo no cambian; (un shock normal es el otro límite). Si el tamaño del objeto que se mueve a la velocidad del sonido está cerca de 0, entonces este dominio de influencia de la onda se llama cono de Mach . [1] [2]
Ángulo de Mach
Una onda de Mach se propaga a través del flujo en el ángulo de Mach μ , que es el ángulo formado entre el frente de onda de Mach y un vector que apunta en sentido opuesto al vector de movimiento. [1] [3] Está dado por
donde M es el número de Mach .
Las ondas de Mach se pueden utilizar en observaciones de gráficos de sombras o schlieren para determinar el número de Mach local del flujo. Las primeras observaciones de Ernst Mach utilizaron ranuras en la pared de un conducto para producir ondas de Mach en un conducto, que luego fueron fotografiadas mediante el método schlieren, para obtener datos sobre el flujo en boquillas y conductos. Los ángulos de Mach también pueden visualizarse ocasionalmente a partir de su condensación en el aire, por ejemplo, conos de vapor alrededor de la aeronave durante el vuelo transónico .
Ver también
Referencias
- ↑ a b Sasoh, Akihiro (2 de enero de 2020). "4.3 Onda de choque oblicua". Dinámica de fluidos compresibles y ondas de choque . Nagoya, Japón: Springer Nature Singapore. págs. 80–82. doi : 10.1007 / 978-981-15-0504-1 . ISBN 978-981-15-0504-1.
- ^ E. Carscallen, William; Patrick, H. Oosthuizen (12 de julio de 2013). Introducción al flujo de fluido compresible (2 ed.). Prensa CRC . ISBN 978-1-4398-7792-0.
- ^ Ángulo de Mach en la NASA.