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主题:【原创】爆炸力学(一) -- 不爱吱声

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家园 探讨一下

冲击波本质是个声学现象,能量是以波动的形势传播并耗散掉的,用非线性波动解释更合理些。

“吹”字更多让人觉得这是一个流体现象。虽然的确是湍流(?)吹走了物体,但这个流是由传播到这里的激波引起的,而不是从爆炸点产生的湍流一直吹到了这里吹走了物体。

你说冲击波本质上是个声学现象。这个与通常的定义有些不同啊。

在空气中传播,声波与冲击波有相同之处,那就是都是造成周围空气的压缩,继而以波的形式将储存在压缩空气中的能量产播出去,不过人们更普遍的将声波与冲击波区分开来。主要的区别就在于,一般我们提声波,实际上,声波传播的是周围媒质的“震动”,具体说来就是声波前进的过程是相邻媒质粒子之间的接力赛,它们把波动形式向前传递,这些媒质自己仍旧在原地振荡,也就是说媒质粒子并不跟着声波前进。但是冲击波不同,实际上冲击波是波源运动速度大于波在媒质中的传播速度,一般说来,周围空气粒子是会被“推开”的,甚至可能会在爆炸中心形成“真空”,高当量的爆炸(比如说原子弹)形成的蘑菇云现象,或者比如水下爆炸会有“起泡”(cavitation)现象,道理就在于此。通常意义上的声波在水中或者空气中传播不会出现类似现象。

你提到非线性波动,我想很多(大多)情况(特别是固体和流体的情况下),传递声波的媒质都是可以考虑成线弹性材料的。至于,冲击波,波面的运动速度一般是几千米每秒的量级,在力学中模拟爆炸波的时候,人们一般更多的直接使用经验模型。

还有,在真空中,声波是没法传播的,因为没有传递“局部震动”的媒(粒)质,炸药会自己产生气体,因此爆炸波会传递,但威力会小一些,我说用“吹”比较形象,主要也是强调它在真空中传递的效果。

你说“吹”觉得这是一个流体现象,实际上,流体力学专门有一个领域就是研究声波啊,因此声波在搞力学的看来也是流体现象啊,把声学和流体力学分隔开,在我看来怪怪的,呵呵。

不过你把“吹”与“湍流”联系在一起,这个也可以两说。并不是一“吹”就会出来“湍流”的,你可以做个试验,拿一块布,放平了,你沿着于步平行的方向吹过去,吹力逐渐增加,你会发现只有流速到达某一值以后,布才会乱颤,呵呵。

总之,你一口气说了好多有意思的东西出来,我也是胡乱回答一下,以后有机会再分类细说。

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