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{{noteTA
|G1=Aero
}}

'''斜激波'''（{{lang-en|oblique shock}}）是指相对于来流方向倾斜的[[激波]]，与正激波相对。[[超音速]]流绕角转向并压缩时会产生斜激波。来流流线经激波后转过的角度相同。制造斜激波常见的方法之一是在超音速流中放置楔形物。与正激波相似，气体热力学性质在穿过非常薄的斜激波区域时有近似不连续的变化。但与正激波不同的是，正激波不会改变来流方向，而斜激波则会。

通过[[伽利略变换]]，可以将斜激波转化为正激波。

== 斜激波理论 ==
[[File:Obliqueshock.PNG|thumb|400px|超音速流遇到楔形物时偏转并形成斜激波。]]
[[File:ObliqueShockAngleRelation.png|thumb|400px|<math>\gamma</math>=1.4时的θ-β-M关系。蓝线上下分别为强激波与弱激波。]]
已知来流[[马赫数]]M<sub>1</sub>与偏转角θ，可以计算斜激波角度β与穿过激波后的马赫数M<sub>2</sub>。与正激波中M<sub>2</sub>一定小于1的情况不同，对斜激波而言，M<sub>2</sub>可以为超音速（弱激波）或亚音速（强激波）。在与大气接触的空间中（如飞行器外流场）一般会观察到弱激波，而在限制空间中（如喷嘴入口）有时可能会观察到强激波。当需要满足下游高压条件时，则需要有强激波。除流速外，气体压强、密度、温度等在经过斜激波时都会出现不连续的变化。

=== θ-β-M关系 ===
使用[[连续性方程]]以及流速切向分量经过激波时不变的条件，可以得到θ-β-M关系，即θ可表示为M<sub>1</sub>、β与ɣ的函数，其中ɣ表示[[热容比]]：<ref>{{cite web |url=http://www.aerostudents.com/files/aerodynamicsC/obliqueShockWaves.pdf |title=存档副本 |accessdate=2013-01-01 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20121021100737/http://www.aerostudents.com/files/aerodynamicsC/obliqueShockWaves.pdf |archivedate=2012-10-21 }}</ref>

<math>\tan \theta =
 2\cot\beta\frac{M_1^2\sin^2\beta-1}{M_1^2(\gamma+\cos2\beta)+2}</math>

通常希望将β表示为M<sub>1</sub>与θ的函数，但推导过程更为复杂，一般会将结果制成表格或使用程序计算。

=== 最大偏转角 ===
通过θ-β-M关系，可以得到给定来流马赫数下的最大编转角θ<sub>MAX</sub>。当θ > θ<sub>MAX</sub>时，斜激波不再与转角连触，而是会形成与转角分离的弓形激波。对给定的θ与M<sub>1</sub>，根据θ-β-M关系可以得到两个β角度，大的为强激波，小的则为弱激波。实验中最常见到的为后者。

通过斜激波前后气体压强、密度、温度的变化为：

<math>\frac{p_2}{p_1} =
 1+\frac{2\gamma}{\gamma+1}(M_1^2\sin^2\beta-1)</math>

<math>\frac{\rho_2}{\rho_1} =
 \frac{(\gamma+1)M_1^2\sin^2\beta}{(\gamma-1)M_1^2\sin^2\beta+2}</math>

<math>\frac{T_2}{T_1} =
 \frac{p_2}{p_1}\frac{\rho_1}{\rho_2}.</math>

穿过斜激波后的气流马赫数M<sub>2</sub>则为：

<math>M_2 =
 \frac{1}{\sin(\beta-\theta)}\sqrt{\frac{1+\frac{\gamma-1}{2}M_1^2 \sin^2 \beta}{\gamma M_1^2 \sin^2 \beta- \frac{\gamma-1}{2}}}.</math>

== 参考文献 ==
{{Reflist}}
* {{cite book
  | last = Liepmann | first = Hans W.  |author2=Roshko, A.
  | title = Elements of Gasdynamics    | origyear = 1957
  | publisher = [[Dover Publications]] | year = 2001
  | isbn = 0-486-41963-0 }}
* {{cite book
  | last = Anderson | first = John D. Jr.
  | title = Fundamentals of Aerodynamics | origyear = 1984 | edition = 3rd
  | publisher = [[McGraw-Hill|McGraw-Hill Science/Engineering/Math]] |date=January 2001
  | isbn = 0-07-237335-0 }}
* {{cite book
  | last = Shapiro | first = Ascher H.
  | title = The Dynamics and Thermodynamics of Compressible Fluid Flow, Volume 1 | url = https://archive.org/details/dynamicsthermody0000shap | year = 1953
  | publisher = [[Ronald Press]]
  | isbn = 978-0-471-06691-0 }}

== 外部链接 ==
* [https://web.archive.org/web/20110718150939/http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/oblique.html NASA斜激波计算器]

[[Category:流体动力学]]
[[Category:空气动力学]]