第一章 冲击波基本理论
最新第章冲击波疗法课件PPT
第四部分：写作（共两节，满分35）
第一节：短文改错 (共10分,每小题1分,满分10)
第二节：书面表达 (满分25)
湖南卷
全国卷
1.听力 30分
1.听力 30分
2.单选 15分
2.阅读理解 40分
3.完型填空 18分 3.完型填空 30分
4.词语填空 12分 4.语篇填空 15分
从学习心理学的角度看 ，通过试题，考查考生 是否能够将所学习的结
果进行成功的迁移。
• 短文改错
• As the saying goes, do as the Romans do. So it’s not polite you to arrive at a dinner more than 15 minutes later in foreign countries. The host usually waited for all guests to arrive before served the meal. If someone is late, the food may be spoiled, and neither may the host’s kind feelings. If you have to be late, call and tell them to start without themselves.
第三节 体外冲击波治疗技术
跟痛症(跖筋膜炎) 宜用低到中等能量治疗足底筋膜炎。 应逐渐提高能量到所需水平，能流密度
在0.08～0.14mJ／mm2。累积的正向能流 密度应达到1300mJ／mm2。
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第三节 体外冲击波治疗技术
骨不连、骨折延迟愈合及假关节
冲击波的原理
冲击波的原理引言冲击波是一种经常被用来描述爆炸、火箭发射和喷气飞机突破音障时发生的现象。
它具有独特的物理特性和广泛的应用领域。
本文将深入探讨冲击波的原理，包括形成机制、传播规律和影响因素等方面，希望能对读者对冲击波的理解有所帮助。
冲击波的形成机制冲击波是由于某种外部力量（如爆炸、高速运动等）在介质中传播时产生的一种传播形式。
冲击波的形成机制主要有以下几种：超声速流体流动形成的冲击波当流体在流动过程中的速度超过声速时，就会形成超声速流动。
在超声速流动中，流体分子受到压缩，密度增加，速度减小。
当超声速流动突然遇到障碍物时，流体会被迫减速，并形成高密度的区域。
随后，流体分子由于惯性作用再次加速，速度超过了声速，从而形成了冲击波。
爆炸形成的冲击波爆炸是冲击波形成的主要原因之一。
当爆炸物爆炸时，爆炸产生的高温和高压气体通过空气中的传播，使空气发生剧烈扰动，从而形成冲击波。
爆炸冲击波是一种高能量的波动，对周围环境产生破坏性影响。
冲击波的传播规律冲击波在传播过程中会产生一系列规律和特性，以下是冲击波的传播规律的主要内容：Hugoniot关系Hugoniot关系是描述冲击波与介质相互作用的基本规律。
根据Hugoniot关系，冲击波的压力和密度之间存在一定的关系，即当冲击波通过介质时，压力和密度会同时发生变化。
这种变化的规律与介质的物理性质和状态有关。
激波和弱激波冲击波可以分为激波和弱激波两种类型。
激波是一种非线性的冲击波，它具有非常高的压力和密度变化。
而弱激波是指冲击波的压力和密度变化较小，它的传播速度相对较慢。
冲击波的传播速度冲击波的传播速度取决于介质的物理性质和状态。
在气体中，冲击波的传播速度通常大于声速，而在固体中，冲击波的传播速度通常小于声速。
不同介质的传播速度会导致冲击波的形态和传播规律发生变化。
冲击波的影响因素冲击波的形成和传播受到多种因素的影响，以下列举了一些主要的影响因素：爆炸能量爆炸产生的能量是冲击波形成和传播的主要驱动力。
冲击波的工作原理
冲击波的工作原理冲击波是一种高能量、高速度的压缩波，它具有破坏性和穿透性，被广泛应用于医学、工程、军事等领域。
冲击波的工作原理涉及到物理学、化学等多个学科，下面将从多个角度详细介绍。
一、物理学原理1.1 声波传播冲击波是一种特殊的声波，它是由声源在介质中产生的压缩性脉冲。
当声源发出脉冲时，其能量会在介质中以声速传播。
在传播过程中，介质分子会受到振动，形成密度变化和压力变化的波动。
1.2 压缩效应当声速足够大时，介质分子之间的相互作用力不可忽略。
这时候，在传播过程中产生的密度变化和压力变化会引起介质分子之间的相互碰撞和摩擦，从而导致温度升高和能量增加。
这种现象称为压缩效应。
1.3 超音速流动当声速超过介质中声音传播的极限速度时，即超过马赫数1时，介质中的气体分子会发生超音速流动。
这时候，由于声波的传播速度高于气体分子的平均速度，因此声波能够将介质中的气体分子加速到超音速。
二、化学原理2.1 氧化反应冲击波在产生过程中需要一定的能量，这些能量来自于爆炸或者燃烧等化学反应。
例如，在医学上使用的冲击波产生器通常采用电火花放电或者化学爆炸来产生冲击波。
2.2 燃烧反应在军事领域，常常使用高爆药来产生冲击波。
高爆药是一种含有大量可燃物质和氧化剂的混合物，当其受到外界刺激时，内部可燃物质和氧化剂会发生剧烈的燃烧反应，从而释放出大量能量。
三、应用领域3.1 医学领域在医学领域中，冲击波被广泛应用于治疗尿路结石、骨折等多种疾病。
治疗过程中，冲击波能够将高能量的压缩波传递到患者身体内部，从而破碎结石或者加速骨折愈合。
3.2 工程领域在工程领域中，冲击波被应用于清洗和切割等多种场合。
例如，在航空航天领域中，冲击波被用于清洗发动机内部的积碳和沉积物；在建筑领域中，冲击波被用于切割混凝土和金属等材料。
3.3 军事领域在军事领域中，冲击波被应用于武器系统和防御系统。
例如，在导弹攻击时，防御系统可以利用冲击波来摧毁导弹；在地雷清除时，工程师可以利用冲击波来引爆地雷。
冲击波 原理
冲击波原理
冲击波是一种可以产生强烈动能的波动现象。
它是由某种能量的突然释放引起的，比如爆炸、闪电等。
冲击波通常会在空气、水或固体介质中传播。
冲击波的传播原理可以解释为以下几个步骤：
1. 能量释放：冲击波通常是由某种能量的突然释放引起的。
例如，当爆炸物瞬间释放了大量的化学能量时，就会产生爆炸冲击波。
2. 波动传播：能量的突然释放会在周围介质中引起气体或液体的振动。
这些振动以波的形式向外传播，形成了冲击波。
3. 波前和波后：冲击波中有两个特殊的区域，即波前和波后。
波前是冲击波的前沿边界，表示能量释放的位置。
波后是冲击波的后沿边界，表示波浪传播的方向。
4. 压缩区和展开区：冲击波传播过程中，介质颗粒会发生密集的压缩和膨胀。
在波前的前方，介质会被强烈压缩成高密度状态，形成压缩区。
而在波后的后方，介质会迅速膨胀，形成展开区。
5. 高压和低压：冲击波的传播过程中，引起的压力变化会导致介质中形成高压区和低压区。
在波前的前方，介质颗粒由于受到压缩而形成高压区。
而在波后的后方，由于膨胀作用，介质颗粒形成低压区。
冲击波的强烈动能可以对物体产生破坏作用，如破碎建筑物、损坏设备等。
因此，在实际应用中，需要合理控制冲击波的传播，以确保安全。
冲击波的原理对于研究爆炸、地震等现象，以及开发冲击波技术具有重要意义。
冲击波原理及使用说明.pdf
冲击波原理及使用说明.pdf冲击波疗法冲击波（Shock Wave）是利用能量转换和传递原理，造成不同密度组织之间产生能量梯度差及扭拉力，并形成空化效应，产生生物学效应。
冲击波分为机械波和电磁波，作用于局部组织而达到治疗效应。
它在穿越人体组织时，其能量不易被浅表组织吸收，可直接到达人体组织的深部[1]。
体外冲击波(extracorporeal shock wave,ESW)是一种兼具声、光、力学特性的机械波，它的特性在于能在极短的时间(约10 ns)内达到500 bar(1 bar=105Pa)的高峰压，周期短(10μs)、频谱广(16Hz～2×108Hz)[2]。
自从1979年德国Dornier公司研制成功第一台Dornier HMI型体外冲击波碎石机，并于1980年2月7日成功用于肾结石患者治疗以来，人们对冲击波的认识越来越深刻，同时冲击波的应用也越来越广泛。
人们对冲击波的物理学特性及其对组织产生的影响进行了广泛而深入的研究；开始试图用高能冲击波来治疗肿瘤，并在体外实验中取得一定的疗效。
此外，目前西欧各国已经将体外冲击波疗法（Extracorporeal Shock Wave Therapy，ESWT）应用于10余种骨科疾病，ESWT已经成为治疗特定运动系统疾病的新疗法。
近年来，国内也在陆续开展此疗法。
一、冲击波的物理基础冲击波的压力波形包括一个在冲击波前沿迅速升压随后逐渐衰减的压力相(正相)，和一个持续时间较长的张力相(负相)。
通过对冲击波压力分布的测量，可以引出以下几个临床上常用的概念和治疗参数[1,3]：(1)焦点、焦斑和焦区：焦点是指散射的冲击波经聚焦后产生的最高压力点，焦斑是指冲击波焦点处的横截面，焦区是指冲击波的正相压力≥50％峰值压力的区域；(2)压力场；(3)冲击波能量；(4)能流密度：表示垂直于冲击波传播方向的单位面积内通过的冲击波能量，一般用mJ/mm2表示；(5)有效焦区能量：是指流经焦点处垂直于z轴的圆面积内的能量，即作用平面。
冲击波原理
冲击波原理
冲击波，又称激波，是一种突然而强烈的压力波，它的产生和传播对于许多领
域都具有重要意义，如医学、航空航天、地质勘探等。
冲击波原理是指冲击波在产生和传播过程中所遵循的物理规律和特性。
本文将对冲击波原理进行详细阐述，以便读者对其有更深入的了解。
冲击波的产生是由于某种突然的能量释放所引起的，比如爆炸、气体快速压缩、超声波等。
这种能量释放会导致介质中的压力迅速升高，从而形成冲击波。
冲击波的传播则是由于介质中的粒子在受到压力作用下发生振动，从而将能量传递给周围的粒子，使得冲击波向外扩散。
冲击波的传播速度通常非常快，可以达到音速以上甚至是超音速。
冲击波具有很强的能量，它可以对物体产生巨大的压力和破坏力。
在医学上，
冲击波被用于肾结石碎石术、心脏瓣膜手术等治疗方法中。
在航空航天领域，冲击波的特性对于超音速飞行器的设计和飞行具有重要影响。
在地质勘探中，冲击波可以通过地震勘探技术来获取地下结构的信息。
冲击波的产生和传播受到介质的性质和外界条件的影响。
介质的密度、弹性模量、粘度等都会影响冲击波的产生和传播速度。
而外界条件如温度、压力、湿度等也会对冲击波的传播产生影响。
因此，研究冲击波的原理不仅需要深入了解物理学和流体力学知识，还需要考虑介质和外界条件的影响。
总的来说，冲击波原理是一个复杂而又有趣的物理现象，它的研究不仅有助于
我们更好地理解自然界的规律，还可以为医学、航空航天、地质勘探等领域的发展提供重要的理论基础。
希望本文能够帮助读者对冲击波原理有一个更清晰的认识，激发大家对这一领域的兴趣，促进相关领域的进一步发展和应用。
冲击波
冲击波治疗1．技术基本原理：（包括技术方法、所采用的仪器设备及技术的先进性、科学性等）自从体外冲击波碎石术ESWL（Extracorporeal Shockwave Lithotripsy）上世纪80年代初开始应用于肾结石的治疗以来，体外冲击波的治疗指征已有了很大的扩展，体外冲击波的技术性能也有了相当大的改善。
在骨科领域，上世纪80年代末发现体外冲击波可用于假关节和末端病的治疗，比如说骨折延迟愈合、上髁炎、肌腱钙化和足底筋膜炎（跟刺）等。
由此体外冲击波从单一的“体外冲击波碎石ESWL”演变产生出了新的治疗方法“体外冲击波治疗ESWT”（Extracorporeal Shockwave Therapy）。
冲击波是一种通过物理学介质传导的机械性脉冲震波，是压力急剧变化的产物。
在短短的几纳秒内产生很高的和瞬间下降的压力幅度，这是冲击波独有的特性。
压力急剧变化产生的冲击波具有很强的压应力和张应力，所以能够穿透任何弹性介质，如液体和软组织。
早先的体外冲击波治疗仍采用传统的泌尿科碎石术ESWL的聚焦型（压电式、液电式或电磁式）高能量硬式冲击波波源，设备依旧庞大、昂贵和复杂，对治疗的部位需要X线或超声定位，机器能量大，需要局部麻醉，治疗副作用多且明显，患者恢复期较长，临床也难以得到普及。
瑞士STORZ MEDICAL公司成立于1987年，为德国Karl Storz公司的分公司，秉承了其优良的传统及优秀的产品质量。
STORZ MEDICAL AG公司开发和制造创新型冲击波设备已有20多年的历史。
产品在全球数以百万计的案例中证明了其价值，并在骨科、泌尿科、风湿科、心脏科、胃肠科、皮肤科和耳鼻喉科等医学领域中树立新的标准。
弹道式体外冲击波治疗radial ExtracorporealShockwaveTherapy (RSWT)技术是利用压缩空气作为动力，这种气动式冲击波区别于上面提到的传统冲击波技术，被称为软式冲击波。
《冲击波基本理论》教案
《冲击波基本理论》教案教案：冲击波基本理论教学目标：1.了解冲击波的定义和基本特征；2.掌握计算冲击波的基本方法；3.了解冲击波在不同领域中的应用。
教学重点：1.冲击波的定义和基本特征；2.计算冲击波的基本方法。
教学难点：1.冲击波的计算方法；2.冲击波在不同领域中的应用。
教学内容：一、引入（10分钟）1.引导学生回忆并复习上节课所学的波动理论知识。
2.提问：你们知道什么是冲击波吗？有什么特点？二、理论讲解（30分钟）1.定义：冲击波是指波运动中由于载波在介质中传播速度突然改变而形成的一种特殊波动现象。
2.特点：-载波改变速度突然；-载波在介质中传播方向不可逆；-载波传播过程中的能量集中在一些区域。
三、计算方法演示（40分钟）1.讲解流线与冲击波的关系，解释冲击波的传播过程。
2.讲解计算冲击波形成的条件和方法，并通过示例进行演示。
四、应用举例（30分钟）1.介绍冲击波在航空航天领域的应用，如超音速飞行器的设计与控制。
2.介绍冲击波在地质勘探领域的应用，如地震波的传播与勘探。
3.介绍冲击波在医学领域的应用，如激光碎石、冲击波治疗等。
五、小结与讨论（10分钟）1.总结冲击波的基本理论和计算方法。
2.提出问题：你认为冲击波还有哪些其他应用场景？教学方法：1.授课讲解结合示例演示；2.学生小组讨论；3.提问与回答。
教学资源：1.演示PPT；2.示例计算题；3.相关实验数据。
评价与反馈：1.讲解明了，条理清晰；2.学生参与讨论积极，对冲击波的掌握较好；3.需要加强实例的举例和应用的讲解。
1.《波动与振动基础理论》；2.《冲击波理论与应用》；3.《声学原理与应用》。
冲击波的原理
冲击波的基本原理冲击波是一种由高速移动物体或爆炸引起的压缩性波动，具有高能量和高速度。
它在空气、水和固体中传播，并产生破坏性的效应。
冲击波的基本原理涉及物理学中的几个重要概念和原理，包括压力、密度、速度、能量转换等。
下面将详细解释与冲击波的原理相关的基本原理。
1. 压力压力是指单位面积上施加的力。
在气体或液体中，分子之间存在相互作用力，当外部施加压力时，这些分子会受到压缩或移动，从而产生了压力。
压力可以通过以下公式计算：P=F A其中，P表示压力，F表示施加在物体上的力，A表示物体上受到作用的面积。
2. 密度密度是指单位体积内所含质量的多少。
在气体或液体中，密度可以通过以下公式计算：ρ=m V其中，ρ表示密度，m表示物质的质量，V表示物质的体积。
3. 速度速度是指物体在单位时间内所经过的距离。
在物理学中，速度可以通过以下公式计算：v=d t其中，v表示速度，d表示物体所经过的距离，t表示经过的时间。
4. 能量转换能量是指物体具有的做功能力。
在冲击波中，能量由外部施加的力转化而来。
当高速移动物体或爆炸释放出能量时，这些能量会以压缩性波动的形式传播出去，并引起周围介质中分子的振动和压缩。
这种能量传递可以通过以下公式计算：E=12mv2其中，E表示能量，m表示物体的质量，v表示物体的速度。
5. 冲击波传播冲击波可以在气体、液体和固体中传播。
在气体中，冲击波通常由爆炸或高速运动产生。
当一个爆炸事件发生时，爆炸点周围的气体会迅速膨胀并形成一个高压区域。
这个高压区域会向外传播，并形成一个压缩性波动，即冲击波。
在液体中，冲击波的传播方式类似于气体。
而在固体中，冲击波可以通过物质的振动和压缩来传播。
6. 冲击波效应冲击波具有高能量和高速度，因此它具有破坏性的效应。
当冲击波传播到一个物体或结构上时，它会产生巨大的压力和应力，从而导致物体的变形、破裂或破碎。
这种破坏性效应使得冲击波在许多领域中得到广泛应用，例如爆炸物处理、医学治疗、地震研究等。
物理治疗学 第章冲击波疗法
一、冲击波疗法概述冲击波疗法（Shock wave therapy）在近年来受到了广泛的关注和应用，成为了物理治疗学中的一个热门疗法。
它是利用高能冲击波作用于人体组织中，通过机械作用、高热、气化、微爆等机理来治疗一系列运动系统疾病的方法。
冲击波可分为高压和低压两种，高压冲击波产生的压力约为10-100 MPa，对组织的作用主要是机械作用，发生在体表和体内组织交界处，产生的压力传导至组织内部可产生破坏性作用，如冲击波碎石、抗变形或抗裂等功能。
低压冲击波产生的压力约为0.3-0.8 MPa，是通过非线性机制作用于组织中。
随着冲击波疗法在临床的应用越来越多，其位于运动系统各个方面的治疗效果和适应症也逐渐得到了确认，而在某些运动系统疾病的治疗中，冲击波疗法的治疗效果可能会比其他物理治疗疗法或手术更好。
本章将详细介绍冲击波疗法的适应症、治疗方法、治疗效果和不良反应等方面的内容。
二、冲击波疗法的适应症冲击波疗法的适应症主要涉及运动系统的一些疾病，如关节炎、肌腱炎、骨性增生、骨折、慢性坐骨神经痛、肌肉拉伤等等。
1. 关节炎冲击波疗法对关节炎在疼痛改善和肿胀减轻方面有着显著的作用。
比如髌骨软化症、骨性关节炎等都是适应症范围。
2. 肌腱炎肌腱炎是运动系统中常见的问题之一，冲击波疗法可以使慢性肌腱炎患者肌肉功能恢复，缓解疼痛和肿胀。
常见的肌腱炎症包括跟腱炎、肘部肌腱炎等等。
3. 骨性增生成年人骨性增生病是一种关节软骨病变引起的疾病，冲击波疗法通常会使疼痛减轻和关节活动度增加，并在几个月内减少活动的限制。
4. 骨折骨折后长时间的创伤，如跟骨破碎等，通常需要手术。
但是在手术前或手术后减轻疼痛和加快骨折愈合的冲击波疗法，近年来得到了广泛的应用。
5. 慢性坐骨神经痛慢性坐骨神经痛的症状包括臀部或下腿疼痛等，在冲击波疗法治疗的过程中可以减轻疼痛和改善症状。
6. 肌肉拉伤在肌肉拉伤的情况下，冲击波疗法可以在加快恢复过程的同时减轻疼痛。
冲击波的原理
冲击波的原理冲击波是一种由于物体运动速度超过介质中的波速而产生的一种特殊波动现象。
通常情况下，当一个物体以超音速速度运动时，会产生一系列的冲击波，这种波动会引起介质中的气体分子和粒子的剧烈振动，从而产生高温和高压的现象。
冲击波的产生与物体速度、介质密度和波速有着密切的关系。
当物体速度超过介质中的波速时，会形成一个锐利的压缩波，这就是冲击波。
冲击波的形成会导致介质中的气体分子受到强烈的挤压，从而产生高温和高压，这种高温高压状态会引起介质中的化学反应和物理变化，产生一系列的影响。
冲击波的传播具有很强的破坏性和穿透性。
在冲击波传播过程中，会产生极大的压力和能量，这种能量可以穿透固体、液体和气体介质，对周围的物体产生破坏性影响。
因此，冲击波在军事、医学和工程领域都有着重要的应用价值。
冲击波技术是一种利用冲击波产生的高压、高温和高能量来实现治疗和加工的技术手段。
例如，冲击波在医学上被广泛应用于肾结石碎石、心脏病治疗和骨折愈合等方面。
在工程领域，冲击波技术也被用于金属材料的强化处理、地质勘探和爆破作业等方面。
冲击波的原理还被广泛应用于声纳技术和超声波技术中。
声纳技术利用水中的冲击波来进行水下目标的探测和定位，而超声波技术则利用冲击波在人体组织中的传播特性来进行医学影像学和治疗。
总之，冲击波是一种重要的物理现象，它的产生和传播具有一定的规律和特点。
冲击波技术的应用也为人类的生产和生活带来了诸多便利和进步。
我们应该深入研究冲击波的原理和特性，不断发掘其在各个领域的应用潜力，推动冲击波技术的发展和创新。
第一章 冲击波基本理论
1.1 一维非定常等熵流动
为了说明一维非定常流动的物质特性及冲击波的成因，本节首先讨 论一维非定常等熵流动的图。尔后建立一维流动的方程组，并引出特征 线的概念。 1.1.1 一维流动的x-t图
假设有一直的无限长圆柱形管道，其中有一可移动的活塞，管道内 充满静止气体，下面我们分别在小扰动和大扰动情况下讨论活塞运动时 管内所发生的情况。
质状态是突跃变化的扰动称为强扰动，其波形如图1-2(b)所示。冲
击波就是一种强扰动，它
是一种强压缩波。冲击波
波阵面通过前后介质的参
数变化不是微小量，而是
一种突跃的有限量变化。
因此，冲击波的实质是一
种状态突跃变化的传播。
冲击波的产生是一系列弱
压缩波叠加的结果，即由
量变到质变的过程。
3
第一章 冲击波基本理论
7
第一章 冲击波基本理论
1.1.1.2 大扰动情况
如果活塞不是以微小的速度匀速运动而是以加速度运动，那么扰动波的产生 和传播将与小扰动情况有所不同。如图1-1-3所示，假设活塞以某加速度向左 移动，其运动“迹线”为0ABC。当活塞速度改变时，气体不断受到膨胀扰动， 也就不断产生小扰动波并向外传播。但由于后续波是在前驱波已经传过的区域 内传播的，所以各扰动波的传播速度也就有所不同。当前驱波传过后气体受到 膨胀，温度下降，因而后续波的传播速度（当地声速）将要减小。这样，在图 上扰动波将呈发散形。在这种情况下，气体诸状态参数将会发生一个比较大的 变化，但这个变化却是有限和连续的。
22第一章冲击波基本理论121平面正冲击波的基本关系式变换后可得到波速方程冲击绝热方程又称为雨贡纽hugoniot方程此即冲击波面过后介质运动速度与波阵面上的压强23第一章冲击波基本理论121平面正冲击波的基本关系式当末受扰动介质的质点速度并且24第一章冲击波基本理论122空气中的平面正冲击波空气冲击波的冲击绝热方程对于强度不是很高中等强度以下的空气冲击波可以近似地取则上式可写成
冲击波基本理论
2.1一维等熵流动 2.2正冲击波基本关系式*# 2.3冲击波雨贡纽曲线及冲击波的性质 2.4冲击波的正反射 2.5冲击波的斜反射
2018/5/21
1
① 波：在弹性介质中，某个局部受到作用后，由于物 质点的相互作用，由近及远地使物质质点陆续发生扰动， 这种扰动在介质的传播就称为波。常见的如：水波，音 波，电磁波· · · ② 波阵面：介质的原始状态与扰动状态的交界面称波 阵面 ③ 纵波与横波： 波阵面移动方向与介质质点振动方向平行的波称纵波。 波阵面移动方向与介质质点振动方向垂直的波称横波。 ④ 波速：波阵面在介质中传播的速度。 ⑤ 波的传播方向：波阵面的移动方向。
S S T ( ) dT [T ( )T P]dV T V
（2）
比较（1）和（2）有：
e S ( )V T( )V T T
（3）
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8
hePV feTS ghTS
对焓、 Helmholtz自由能、 Gibbs自由焓的表达式分别微分：
（10），（12）就是熵函数的一般表达式（微分形式）， 也可以写成积分形式：
dT P S S0 CV ( )V dV T T dT V S S0 CP ( ) P dP T T
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（13）
12
理想气体：
Байду номын сангаас
C ( T ) C C T ) C P P V V(
又由（3）式： ，代入上式： ( ) ( ) C V V T VT
C dT P V 有： dS ( ) VdV T T S ( T ,P )， h h ( T ,P ) 若 S
冲击波原理及使用说明
冲击波原理及使用说明一、冲击波原理冲击波是一种能量传递方式，它是一种机械波，能够通过物质传播，并在传播过程中产生压力的突变。
冲击波产生的过程主要分为压缩、扩散和衰减三个阶段。
1.压缩阶段：当物体受到外部力的作用时，压缩力会使物质密度增大，压力升高，同时温度上升。
2.扩散阶段：在达到一定压力后，物质会发生剪切破裂，形成冲击波。
冲击波以超音速传播，并沿一定方向扩散。
3.衰减阶段：冲击波在传播过程中会逐渐损失能量，波幅逐渐减小，直至消失。
二、冲击波的应用1.医学领域：冲击波可以被应用于泌尿科、康复医学等领域的治疗。
通过将冲击波聚焦到病灶上，可以破碎结石、促进骨折愈合等。
2.岩石破碎：冲击波被广泛应用于矿山开采和岩石破碎中。
通过将冲击波传递给岩石，可以使其发生破碎，以便于后续的采矿或工程施工。
3.爆破工程：冲击波在爆破工程中被用来改变岩石的物理性质，以便于后续的爆破或拆除工作。
4.声波检测：冲击波可以被应用于地质勘探中，通过测量冲击波的传播速度和幅度来判断地下物质的性质和分布。
5.材料表面处理：冲击波可以被用来进行表面处理，如喷丸、去毛刺等。
通过冲击波的作用，可以提高材料的表面质量和粗糙度。
三、冲击波的使用说明1.安全措施：在使用冲击波之前，需确保场地安全。
操作人员需穿戴符合规定的防护装备，注意防护眼镜、耳塞等防护用品的佩戴。
2.设备选择：根据需要的冲击波参数，选择合适的冲击波设备。
不同设备具有不同的能量和频率范围，选择适合的设备可以提高效果。
3.操作步骤：在使用冲击波之前，需先进行设备的连接和校准。
启动设备后，根据所需的冲击波参数进行相应的设置，并确保设备处于合适的工作状态。
4.聚焦：根据需要对冲击波进行聚焦，以便将能量集中在特定的地点。
调整冲击波的聚焦点和方向，确保能量能够准确地传递到目标物体上。
5.操作技巧：冲击波使用过程中注意操作技巧，适当控制冲击波能量的大小和频率，以免对目标物体造成过大的损伤。
冲击波生成机理及其不同类型展开式分析
冲击波生成机理及其不同类型展开式分析引言：冲击波是一种高强度的气体、液体或固体物质运动形式。
它在不同的领域中都有着重要的应用，包括航空航天、能源、地质等。
本文将就冲击波的生成机理及其不同类型展开式进行分析。
一、冲击波生成机理1.1 阻力冲击波阻力冲击波是当物体在高速运动中受到阻力作用时产生的一种冲击波。
当物体速度超过局部声速时，会产生一个类似于“金字塔”的形状，称为马赫锥。
这个锥形区域内的流体会以超声速流动，形成的震荡效应会形成阻力冲击波。
1.2 爆炸冲击波爆炸冲击波是由爆炸产生的一种冲击波。
当爆炸产生的能量传递到周围的介质时，会形成一股高温高压的冲击波。
这种冲击波具有强大的破坏力，常见于炸药爆炸、燃气泄漏等情况。
1.3 反射冲击波反射冲击波是指当主冲击波遇到边界或障碍物时，部分能量被反射回去形成的一种冲击波。
这种冲击波会形成倒立的“V”字形波，其反射波与入射波之间会存在压力和速度的变化。
二、不同类型冲击波的展开式分析2.1 阻力冲击波的展开式分析阻力冲击波具有连续性和非平衡性的特点，展开式分析可以通过数学模型来描述其特性。
一般采用Euler方程来求解，包括连续性方程、动量方程和能量方程。
2.2 爆炸冲击波的展开式分析爆炸冲击波的展开式分析需要考虑气体的爆炸反应、温度变化和化学物质的运动。
一般采用K-H模型进行数值模拟分析，通过考虑爆炸产生的热量、化学反应和物质传递来描述冲击波的发展和演化过程。
2.3 反射冲击波的展开式分析反射冲击波的展开式分析主要涉及到流动的变化和边界条件的变化。
通过Navier-Stokes方程和边界条件来求解反射冲击波的特性。
在分析过程中，需要考虑到速度、压力和密度的变化以及边界的反射系数等因素。
三、冲击波的应用领域3.1 航空航天领域冲击波在航空航天领域中有着广泛的应用，包括高超音速飞行器的气动特性研究、超音速飞行的空气动力学性能评估等。
了解冲击波的生成机理和特性有助于优化飞行器的设计和性能。
冲击波的原理
冲击波的原理
冲击波是一种激波现象，是当物体以超音速移动或由于突然的变化而产生的强烈破坏性波动。
冲击波是由于物体在超过声速移动时，压力波的堆积和聚焦形成的。
冲击波以超过声速的速度传播，当它达到一个物体或介质的界面时，会产生压力和密度的剧烈变化。
冲击波的形成可以通过一个简单的实验来观察。
在一个封闭的管道中，突然关闭阀门，使其间隔充满了压缩空气。
当阀门被打开时，压缩空气将会在管道中以超过声速的速度传播，形成一个冲击波。
冲击波的过程可以分为前缘、斜冲、尖点和后尾等阶段。
在冲击波的前缘，气体的压力和密度瞬间增加，形成高压区。
而在冲击波的尖点处，压力和密度达到最高点，并且速度达到最大值。
后尾阶段则是冲击波逐渐衰减，并恢复到原来的压力和密度。
冲击波在物理学、医学和工程等领域中具有重要的应用。
例如，在医学上，冲击波可以用来治疗肾结石、胆结石和骨折等疾病。
而在工程上，冲击波可以用来清除管道中的堵塞物，或用于实现高速气体动力学实验。
总的来说，冲击波是由于物体超过声速移动或突然变化时形成的压力波的堆积和聚焦。
冲击波具有破坏性，但也有许多实际应用。
冲击波基本理论课件
冲击波具有高压、高速、高能量的 特点，能够在介质中迅速传播，并 产生强大的压力和冲力。
冲击波的形成机制
爆炸产生冲击波
其他能量释放产生冲击波
当爆炸发生时，爆炸物周围的介质被 迅速压缩，形成高压区域，同时产生 向四周传播的冲击波。
除了爆炸和高速碰撞外，其他形式的 能量释放，如核反应、激光照射等， 也可能产生冲击波。
CHAPTER
05
冲击波的危害与防护
冲击波对人体的危害
01
02
03
04
听力损失
冲击波的高压和振动可以引起 暂时性的听力丧失或耳聋。
内脏损伤
冲击波可以引起内脏器官的位 移和损伤，尤其是肺和胃。
骨折和软组织损伤
冲击波的强大压力可以导致骨 折和软组织撕裂伤。
心理影响
冲击波事件可能导致心理创伤 ，如恐慌、焦虑和抑郁。
相关方程，可以得到冲击波传播的详细信息。
02
常用的数值模拟方法
常用的数值模拟方法包括有限差分法、有限元法、谱方法等。这些方法
可以根据具体问题选择合适的数值格式和算法。
03
数值模拟方法的优缺点
数值模拟方法具有灵活性高、可重复性好等优点，但也存在计算量大、
精度不易保证等缺点。因此，需要根据具体问题选择合适的数值模拟方
冲击波基本理论课件
CONTENTS
目录
• 冲击波概述 • 冲击波的数学模型 • 冲击波的实验研究 • 冲击波的应用 • 冲击波的危害与防护
CHAPTER
01
冲击波概述
冲击波的定义
冲击波
冲击波是一种物理现象，指在介 质中传播的瞬间高压波，通常由 爆炸、高速碰撞等强烈能量释放
引起。
流体中的冲击波
流体中的冲击波在流体中的冲击波是一种重要的现象，它在各种自然和工程过程中都具有广泛的应用和影响。
冲击波的形成和传播机制是流体动力学研究的重要内容之一。
本文将对流体中的冲击波进行详细的介绍和分析。
一、冲击波的定义和基本特性冲击波是由于流体内部的物理和化学性质发生突变引起的一种波动现象。
当流体中某些特定条件下的速度、压力或密度突然发生剧烈变化时，就会形成冲击波。
冲击波通常以一个压力突变的界面来表示，其前方为冲击区，后方为展开区。
冲击波具有以下基本特性：1. 高压度：冲击波在传播过程中，会产生高压区域，远远超过流体的静态压力水平。
2. 高温度：冲击波产生的剧烈压缩作用会使流体的温度升高，形成高温区域。
3. 高速度：冲击波的传播速度通常远快于声速，因此也称为超声速波。
4. 突变性：冲击波的形成意味着流体发生了突变，导致物理或化学性质的剧变。
二、冲击波的形成机制冲击波的形成涉及复杂的物理和化学过程，主要有以下几种机制：1. 高速物体穿越：当一个高速物体进入低速流体介质时，会形成一定范围内的压缩波，从而形成冲击波。
2. 爆炸释放：在爆炸过程中，爆炸波将物质推向周围环境，产生冲击波。
3. 激波管作用：当流体在激波管内被瞬间压缩和加热后，通过激波管出口扩张，形成冲击波。
4. 高速运动：当物体以超声速通过流体时，由于速度超过了声速，产生的压力波将形成冲击波。
三、冲击波的应用领域冲击波在各个领域都具有重要的应用价值，以下是一些典型的应用案例：1. 医学治疗：冲击波可用于碎石治疗肾结石、以及改善心血管系统等治疗方面。
2. 航空航天：冲击波的研究对于超音速飞行和航天器重返大气层等都有重要意义。
3. 高速交通工具：冲击波的研究可提高高速列车等交通工具的运行效率和安全性。
4. 工程爆破：冲击波被广泛应用于矿井爆破、隧道建设和大型工程拆除等领域。
四、冲击波的数值模拟和实验研究为了更好地理解和应用冲击波，研究者们采用了数值模拟和实验研究的方法进行探索。
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第一章 冲击波基本理论
波沿介质传播的速度称为波速，它以每秒波阵面沿介质移动的距离来
度量，量纲为m/s或km/s。
扰动前后状态参数变化量与原来的状态参数值相比很微小的扰动称为
弱扰动，如声波就是一种弱扰动。弱扰动的特点是，状态变化是微小的、
逐渐的和连续的，其波形如图1-2(a)所示。状态参数变化很急烈，或介
9
第一章 冲击波基本理论
1.1.2 一维流动方程组
利用质量、动量和能量守恒定律来建立平面一维等熵非定常流动的方程组。 为了使问题的讨论简化，我们将不考虑气体的粘性和热传导，而且忽略质量力 的作用。
速） a可以写为：
a dp
d
由于声波传播速度相当快，所以介质受到扰动后所增加的热量来不
及传给周围介质，故可以把声波扰动过程看成是绝热过程；另外，又由
于声扰动是一种极微弱的扰动，扰动后介质的状态参数变化极微，故又
可以把它看成是一种可逆过程。因此声波的传播可看做是等熵过程。这
样，上式可写成：
a
p
1.1 一维非定常等熵流动
为了说明一维非定常流动的物质特性及冲击波的成因，本节首先讨 论一维非定常等熵流动的图。尔后建立一维流动的方程组，并引出特征 线的概念。 1.1.1 一维流动的x-t图
假设有一直的无限长圆柱形管道，其中有一可移动的活塞，管道内 充满静止气体，下面我们分别在小扰动和大扰动情况下讨论活塞运动时 管内所发生的情况。
7
第一章 冲击波基本理论
1.1.1.2 大扰动情况
如果活塞不是以微小的速度匀速运动而是以加速度运动，那么扰动波的产生 和传播将与小扰动情况有所不同。如图1-1-3所示，假设活塞以某加速度向左 移动，其运动“迹线”为0ABC。当活塞速度改变时，气体不断受到膨胀扰动， 也就不断产生小扰动波并向外传播。但由于后续波是在前驱波已经传过的区域 内传播的，所以各扰动波的传播速度也就有所不同。当前驱波传过后气体受到 膨胀，温度下降，因而后续波的传播速度（当地声速）将要减小。这样，在图 上扰动波将呈发散形。在这种情况下，气体诸状态参数将会发生一个比较大的 变化，但这个变化却是有限和连续的。
s
该式为声速的最一般表达式，它适用于任何介质声速的计算，只要 这种介质的等熵方程知道就行。
6
第一章 冲击波基本理论
1.1.1.2 大扰动情况 在实际的工程问题中经常遇到的是大扰动情况，例如炸药爆炸、激 波管薄膜破裂时产生的扰动。这种大扰动在气体中传播，状态参数不是 发生一个微小变化，而是发生一个有限量的变化。下面，仍然以直管中 活塞运动所产生的扰动为例来进行分析。
1.间增加到某一微小速度 ，u然后 以 的u速度匀速向左运动。活塞的突然左移使右边紧靠活塞的气体首
先发生膨胀，流场中出现的这一扰动将逐渐向右传播。由于是小扰动，
所以这一扰动将以声波的形式向右传播。静止的气体在这种膨胀波通过
后将受到扰动，其状态参数发生变化：压强和密度都减小一个微量,速
度由零变为向左的微小速度 (与u活塞速度相同)。这种扰动的传播情况
可以形象地在x-t图上进行描述(见图1-1-1)
4
第一章 冲击波基本理论
同样，当活塞突然右移，并在瞬间增加到某一微小速度 ，u然后以 的速 u度向右运动(图1-1-2)。此时，将产生一道向右传播的压缩波，静
止的气体在压缩波过后也将受到扰动，状态参数发生变化：压强和密度 都增加一个微量，速度由零变为向右的微小速度。
质状态是突跃变化的扰动称为强扰动，其波形如图1-2(b)所示。冲
击波就是一种强扰动，它
是一种强压缩波。冲击波
波阵面通过前后介质的参
数变化不是微小量，而是
一种突跃的有限量变化。
因此，冲击波的实质是一
种状态突跃变化的传播。
冲击波的产生是一系列弱
压缩波叠加的结果，即由
量变到质变的过程。
3
第一章 冲击波基本理论
介质的某个部位受到扰动后，便立即有波由近及远地逐层传播开去。 因此，在扰动或波传播过程中，总存在着已受扰动区和未扰动区的分界 面，此分界面称为波阵面。如图1-1所示，在最初时刻，管子左端的活
塞尚未动，管子中气体的状态为 p0， ，0 。T活0 塞突然向右一动，便有
波从左向右传播。这是由于活塞移动时，活塞前紧贴着的一薄层空气受 到活塞推压，压力升高，紧接着这层已受压缩的空气又压缩其邻接的一 层空气并造成其压力的升高。这样，压力有所升高的这种压缩状态便逐 层传播开去，形成了压缩扰动的传播，而D-D断面是已受压缩区与未受 压缩区的分界面，称为波阵面。
弹药终点效应
张国伟 教授 机电工程学院
1
第一章 冲击波基本理论
波的形成是与扰动分不开的，如声带振动使空气受到扰动。形成一种 气体的疏密状态，由近及远地传播出去，成为声波。可见，扰动就是在 受到外界作用(如振动、敲打、冲击等)时介质的局部状态变化。而波就 是扰动的传播，也就是说，介质状态变化的传播称为波。而空气、水、 岩石、土壤、金属、炸药等一切可以传播扰动的物质，统称为介质。
如果活塞以加速度向右移动（图1-1-4），气体将不断受到压缩，也就不断 产生小扰动波并向外 传播。由于气体受压 缩后温度升高，致使 当地声速增加，因而 后续波的传播速度将 比前驱波高。这样， 在图上各扰动波将呈 汇聚形，最后相交叠 加成所谓冲击波。 8
第一章 冲击波基本理论
1.1.1.2 大扰动情况 对于那种在极短时间内发生的大扰动情况，例如炸药爆炸这种在几十 万或几百万分之一秒内完成的强大扰动，实际上可以认为是瞬间发生的。 这样的大扰动相当于活塞都是在瞬间由零增加到某一速度，然后以该速 度匀速运动。这种情况与小扰动情况有类似之处，不同的是当活塞左移 时，产生一束膨胀波（或称中心膨胀波）(图1-1-5）；活塞右移时产生 一道冲击波（图1-1-6）。
图1-1-1和图1-1-2中的实线表示活塞在不同时刻的位置，虚线表示 扰动波(膨胀波或压缩波)在不同时刻的位置，点划线表示任一气体质点 在不同时刻的位置。
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第一章 冲击波基本理论
对于小扰动来说，无论是膨胀扰动还是压缩扰动，它们都以相同的
速度向外传播，这个速度称为声速。可以证明，小扰动的传播速度（声