Маха-отражение — эффект сверхзвуковой гидродинамики, названный в честь Эрнста Маха , представляющий собой картину отражения ударной волны, включающую три скачка уплотнения.
Махавское отражение может существовать в стационарных, псевдостационарных и нестационарных потоках. Когда ударная волна, движущаяся с постоянной скоростью, распространяется по твердому клину, поток, создаваемый ударом, падает на клин, тем самым создавая второй отраженный скачок, который обеспечивает параллельную поверхности клина скорость потока. Рассматриваемый в системе отсчета точки отражения, этот поток локально стационарен, и поток называется псевдостационарным. Когда угол между клином и первичным скачком достаточно велик, один отраженный скачок не способен повернуть поток в направлении, параллельном стенке, и происходит переход к маховскому отражению. [1]
В ситуации стационарного потока, если клин помещен в стационарный сверхзвуковой поток таким образом, что его косой присоединенный скачок уплотнения ударяется о плоскую стенку, параллельную свободному потоку, скачок уплотнения поворачивает поток к стенке, и требуется отраженный скачок уплотнения, чтобы повернуть поток обратно в направлении, параллельном стенке. Когда угол скачка уплотнения превышает определенное значение, отклонение, достигаемое одним отраженным скачком уплотнения, недостаточно, чтобы повернуть поток обратно в направлении, параллельном стенке, и наблюдается переход к отражению Маха. [1]
Маха-отражение состоит из трех скачков, а именно падающего скачка, отраженного скачка и маховского стебля, а также плоскости скольжения. Точка, где встречаются три скачка, известна как «тройная точка» в двух измерениях или скачок-скачок в трех измерениях. [2]
Единственный тип отражения Маха, возможный в стационарном потоке, — это прямое отражение Маха, при котором маховский стержень выпуклостью обращен в сторону от набегающего потока, а плоскость скольжения наклонена к отражающей поверхности.
По новым результатам [3] [4] [5] существует новая конфигурация ударных волн - конфигурация с отрицательным углом отражения в стационарном потоке. Численное моделирование демонстрирует две формы этой конфигурации - одну с изломанной отраженной ударной волной и неустойчивую двойную маховскую конфигурацию, в зависимости от пути перехода.
В псевдостационарных потоках тройная точка удаляется от отражающей поверхности, а отражение является прямым маховским отражением. В нестационарных потоках также возможно, что тройная точка остается неподвижной относительно отражающей поверхности (стационарное маховское отражение) или движется к отражающей поверхности (обратное маховское отражение). В обратном маховском отражении маховский стебель выпуклый к набегающему потоку, а плоскость скольжения изгибается в сторону от отражающей поверхности. Каждая из этих конфигураций может предполагать одну из следующих трех возможностей: однократное маховское отражение, переходное маховское отражение и двойное маховское отражение. [2]