喷嘴处流体的压力与环境压力不同
第一种情况,喷气压力大于环境压力。此时的气流处于“欠膨胀”状态,因此,喷出后会立即膨胀,但是膨胀后压力减小,低于了环境压力,又会被压缩,等压力大于了环境压力,又开始膨胀,如此循环往复,就形成了连续的“马赫环”。
欠膨胀状态
第二种情况,喷气压力小于环境压力。这时,气流处于“过膨胀状态”,喷出后会形成一道激波,并被剧烈压缩。压缩后的气流压力一旦大于环境压力,就开始膨胀,接下来和第一种情况相同,重复着压缩膨胀的过程,直到排气压力最终与环境压力相同,马赫环的循环也就到达了终点。
过膨胀状态
其实综合来看,可以将气流的膨胀和压缩过程看作两个波:一个膨胀波和一个压缩波。它们叠加在一起时,就形成了我们看到的“驻波”。这种现象其实在水中也能看到,水下发射的子弹能产生好几个连续的空腔,它们看起来一节一节的,就像一根莲藕一样。
可乐瓶口出现的马赫环