凿岩爆破工程-冲击波的基本概念,冲击波基本方程

冲击波：波阵面过后介质状态突跃变化的波，它是一种强压缩波。 介质状态的 突跃变化称为强扰动，强扰动的传播是强扰动波。
凿岩爆破工程
• 2.6 冲击波的基本概念，冲击波基本方程
第二章 爆炸基本理论
（Pn,ρn,Tn,vn）>（P2,ρ2,T2,v2）>（P1,ρ1,T1,v1）>（P0,ρ0,T0,v0）
我们分析每一道波的波速 ：第一道波 D1=c0+v0 ；第二道波 D2=c1+v1
第n道波 Dn=cn+vn 当然有：vn-1 > vn-2 >…> v2> v1>v0 cn-1>cn-2>……>c1>c0 所以 Dn>Dn-1>Dn-2>……>D1>D0
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第二章 爆炸基本理论
• 2.6 冲击波的基本概念，冲击波基本方程
波的基本概念
活塞以速度v向右运动，那么界面CC也必然一定的速度向右移动 ，设为D。
v=dx/dt ，D=(dx+AC)/dt ，显然：D>v
所以说，有一个“压缩扰动”在长管中自左向右传播。或者说 ，有一个波在长管中自左向右传播。CC面就叫做波阵面。
稀疏波：波阵面过后介质状体参数下降了的波，叫做稀疏波。稀疏波的特点
是，扰动区内质点的运动方向与波的传播方向相反。
声波：扰动区内介质的质点运动是震动，即有周期性，有压缩也有稀疏，所
以既不是压缩波也不是稀疏波。
声速： c dp
d
对于理想气体
c k p kRT
以上我们谈到的压缩波、稀疏波以及声波，都有一个共同的特点：
波阵面处的状态参数是个微分量，未扰动区到扰动区的状态参数是渐变的，这
种扰动称为弱扰动，这些波都称为弱扰动波。
弱扰动波的波速均等于该介质中的声速。
Hale Waihona Puke Baidu
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• 2.6 冲击波的基本概念，冲击波基本方程
第二章 爆炸基本理论
• 冲击波
若给活塞加速若干次，那么只要管子足够长，就会在管子中形成若干道压缩 波。当然每个压缩波都是弱扰动，
vn Dn
D2
D1
• 冲击波
合成的波阵面非常陡的一个波 ：
A
A'
C
dx
Pn
P2 P1
P0
①首先，它是压缩波，它是由许多个（有限个）压缩波合成的；
②其次，波阵面比较陡，扰动区内的状态参数变化不是微分量，而是一个有限 量；
③这种波的波速要大于声速。（大于扰动区内介质的声速）未扰动区内介质的 声速为c0 ，而波速Dn=vn-1+cn-1>v0+c0≥c0 这种波就叫做冲击波。
A
A'
C
(Pn, T n, n, vn) (P1, T 1, 1 v1) (P0, T 0, 0 v0)
vn Dn
D2
D1
A
A'
C
dx
Pn
P2 P1
P0
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第二章 爆炸基本理论
• 2.6 冲击波的基本概念，冲击波基本方程
A
A'
C
(Pn, T n, n, vn) (P1, T 1, 1 v1) (P0, T 0, 0 v0)
扰动区内的（P1，ρ1，T1）>（P0，ρ0，T0），所以这个波叫
压缩波。
A A'
C
(P1, T 1, 1 v1)
扰动区 未扰动区
v1
D (P0, T 0, 0 v0)
A A'
C
dx
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第二章 爆炸基本理论
• 2.6 冲击波的基本概念，冲击波基本方程
波的基本概念
压缩波：波阵面过后（扰动区内）介质状态参数（P，ρ，T）增加了的波，叫 做压缩波。特点是扰动区内介质质点的运动方向与波的传播方向相同。
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第二章 爆炸基本理论
• 2.6 冲击波的基本概念，冲击波基本方程
波的基本概念
• 波：介质内部质点扰动的传播。 • 扰动：介质内部质点的局部变化。 • 扰动区和未扰动区：一个区域，介质的状态参数发生
了改变（受到了扰动）——扰动区；介质的状态参数 未发生改变（未受到扰动）——未扰动区。 • 波阵面：两个区域的分界面，就叫做波阵面。 • 波速：波阵面在单位时间内移动的距离叫做波速 。