衝撃波と有心膨張波について

衝撃波と有心膨張波について


問題を解いていて
ピストンを速い速度で動かし衝撃波を発生させた後、いきなりピストンをとめるとその衝撃波を追いかけるように、衝撃波より速い速度の有心膨張波が発生する

と書いてあったのですが、なぜピストンをとめることで発生するのでしょうか？

自分の理解では、膨張波はピストンを動かした後方の流れを整えようとして発生するもので、ピストンの前方に生まれはしないと思ったのですが・・・


検索等かけてみても見当たらなかったので質問します。
もしよければ、この辺が詳しい参考書等も知っておられたらご教授願いたいです。
よろしくお願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： -ok 回答日時： 2010/07/20 06:16

＃２です。

回答で、質問文の「ピストンを動かした後方の流れ」を「衝撃波面の後方の流れ」と誤解しているところがありました。ピストンの後方の流れについては考えていませんでした。＃２を取り消して、改めて以下のように回答しなおします。

>なぜピストンをとめることで発生するのでしょうか？

ピストンが止まると、それに接する流体素片の速さも 0 になりますが、衝撃波によって加速されたもっと前方の部分は相変わらず流れ続けようとします。そこで、ピストンから衝撃波面に向けて膨張波（希薄波）が伝播して、流れを減速するものと思われます。

>自分の理解では、膨張波はピストンを動かした後方の流れを整えようとして発生するもので、

ピストンの後方部分はピストンが動くと膨張するでしょうが、今の問題にはそのことは関係ないように思います。

>ピストンの前方に生まれはしないと思ったのですが・・・

上記のように、膨張波はピストンから（その前方の）衝撃波に向けて伝播し、やがて衝撃波に到達してそれを減速し、衝撃波はいずれ音波に変化してゆくものと思われます。

---　混乱を招いたのではないかと思います。すみませんでした。

＃２の「補足」に書かれた「理解」は正しいと思います。ただ、

>ピストンをいきなりとめることで後方に衝撃はが生じたりはしないですよね・・・？

については、確答できません。高速のピストンがいきなり止まると、それに接する流体素片もいきなり止まるわけで、圧縮波がピストンからその後方へ向けて伝播することは確かです。その圧縮波が衝撃波になることはあるかもしれませんが（道路で一台の車がいきなり止まると後続の車が次々に追突して事故になることがあるように）、確かなことは私にはわかりません。

この回答へのお礼

なるほど！理解できました。ありがとうございます！

お礼日時：2010/07/21 13:19

No.2 回答者： -ok 回答日時： 2010/07/19 09:28

>なぜピストンをとめることで発生するのでしょうか？

>自分の理解では、膨張波はピストンを動かした後方の流れを整えようとして発生するもので、

その通りでしょう。ピストンが止まると、それに接する流体素片の速さも 0 になりますが、衝撃波によって加速されたもっと前方の部分は相変わらず流れ続けようとします。そこで、ピストンから衝撃波面に向けて膨張波（希薄波）が伝播して、流れを減速するものと思われます。

>ピストンの前方に生まれはしないと思ったのですが・・・

前方ではなく、後方でしょう。上記のように、膨張波はピストンから衝撃波に向けて伝播し、やがて衝撃波に到達してそれを減速し、衝撃波はいずれ音波に変化してゆくものと思われます。

この回答への補足

ありがとうございます！

では、
ピストンを動かしてる間は前方に衝撃波、後方に膨張波が、

いきなりとめることで衝撃波を追いかけるように前方に膨張波が生じる


という理解で大丈夫ですか・・・？最初後方に生じた膨張波はただ流れを整えるために生じるだけで
ピストンをいきなりとめることで後方に衝撃はが生じたりはしないですよね・・・？

補足日時：2010/07/19 22:50

No.1 回答者： Ae610 回答日時： 2010/07/18 21:55

下記URLは参考にはなりませんでしょうか・・・！？

参考URL：http://www.engineering-eye.com/rpt/c007_shockwav …

この回答へのお礼

ありがとうございます！
しかしなかなか難しいです・・・＾＾；

お礼日時：2010/07/19 22:45