主题：【原创】爆炸力学（一） -- 不爱吱声
- 复 一点点不同意见
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。
- 复 探讨一下
家园 看了这句我就知道我肯定哪里错了 冲击波，波面的运动速度一般是几千米每秒的量级查了一下shock wave的定义（wikipedia
），冲击波根据成因可以分成几种。爆炸产生的冲击波和非线性导致的冲击波是很不一样。学艺不精，见笑见笑
普通的声波也会变成冲击波（有点想找回场子的意思啊
）。正压会压缩媒质，负压会稀疏媒质，声速和媒质的压缩性（compressibility）有关，所以在媒质中声波的正压传播速度比负压高，如果不考虑衰减与色散，所有的声波最后都会形成冲击波。声压越大形成需要的距离越短。比较常见的应用医疗上比如冲击波碎肾结石。cavitation国内是不是译成空化？声波也会导致cavitation。比较有名的应用就是超声清洗。B超中有个mechanical index就是为了防止声压太高产生空化。
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。具体学科上是分成两块的，基础方程也不同吗，一个是波动方程，一个是NS方程。但是实际上是不好简单切割啊，毕竟交叉太多了。
家园 有点意思 你这里说的我都同意啊。
也是怪我那个贴子写得太急了，预备役师的防化问我的是“爆炸冲击波”（explosive shock wave)，我在上面帖子中就随口全给简写成冲击波，难怪你有不同看法。
声波可以形成shock wave确实不错（还是用英文准确一些
）。我上面帖子中写的如何区分声波与爆炸冲击波（这回写全了）不严谨。广义的冲击波（shock wave)是可以由广义的声波形成的。
你的专业是声学么？
- 复 有点意思
家园 自学过一点非线性声学 所以我一看到冲击波就这么激动。呜呜，暴露半瓶水本质了
多问一个问题啊。高压锅爆炸的话会把一栋楼的玻璃都振碎，这里是不是因为爆炸冲击波退化成单纯声学意义上的冲击波的原因？因为气流明显没法传播这么远(至少墙壁也挡住了？)。
家园 一栋楼的玻璃都震碎了 那更有可能是楼本身的震动造成的，而楼的震动可能多半是爆炸冲击波冲击墙壁导致的。如果是声波，在这种情况下它携带的能量应该会比爆炸冲击波弱很多。不过不排除两者耦合作用。
声波震碎玻璃倒是有个很好的例子，就是飞机以超音速低空飞过楼顶，形成激波，并有“音爆（sonic boom)”产生，会震碎玻璃。
家园 音暴震碎玻璃似乎不可信 正好看了一集discovery，用军机超低空制造音暴，震不碎玻璃杯。
家园 玻璃杯可能有点难度 片中有没有试验玻璃板？
音爆冲击波振碎玻璃板的原理是这样。冲击波本身是正压强的压力波，进入并离开玻璃板时，因为玻璃空气界面对于声波来讲是“软边界”（pressure release boundary），冲击波会被软边界完全反相位反射，变成负压，也就是拉力波。玻璃或者石头之类的物体承受压力的能力很强，但是承受拉力的能力相对弱很多，所以很容易就碎掉了。
不过这里一个要求就是边界比较平，如果边界很不规则，比如玻璃杯之类的，这个效果就没有了。而且即使是玻璃板的话，这个效果和入射角还有关。
此外还和当时的时间的天气有关。大气因为太阳的缘故会导致在不同高度温度密度都不同，从而导致声速也不同。这样在一天的某些时候（不太记得是下午还是上午了），飞机产生的音爆因为折射的原因没法传到地面上。这个折射对普通的飞机噪声也有效，我想住在机场附近的人可能感受更深些。
家园 应该是有玻璃板的 俺当时还没看这个帖子，也就没有特意留意。。。不过能记得有用子弹穿过俩块玻璃之间的缝隙的实验，一样没有效果。。。所以，不会只用杯子作飞机的实验。
- 复 应该是有玻璃板的
家园 呵呵，找到一个超级例子 也可以google KELOWNA SONIC BOOM.
这里讨论也更多些：
家园 谢谢资料,不过视频打不开了
- 复 应该是有玻璃板的
家园 这个的确不是一定的 像冲击波碎肾结石，一次治疗可能要打上上千个冲击波（不过这里原理和音爆碎玻璃有点不同，肾结石更小，但是很不规则，更多可能是剪切波的原因。）
下面这个是我在网上搜到的，不保证真实性：
Wheather a window pane actually cracks or not; is dependant on:A) Distance from plane to window;
B) Airspeed of the plane;
C) Aerodynamic design of the plane;
D) Temp/Humidity/density of the air at the plane's altitude;
E) angle of aircraft path to window;
F) Altitude (airdensity) of the window;
G) Window design and mounting method;
H) Size of the window pane; etc ...
家园 玻璃杯比玻璃窗更不容易被震碎 主要是玻璃窗的“跨度”比较大，而且玻璃杯是弧形，容易“分散”压力（桥梁和大跨度建筑物屋顶设计成拱形也是这个道理），如果考虑同样大小的压力（波）同时均匀作用到玻璃窗和玻璃杯壁上，那么玻璃窗中心的应变（或者变形）要大得多，所以玻璃杯不被震碎，不代表玻璃窗也不能被震碎。
家园 以前我烧过玻璃, 那活叫烧弯.当成型后拿出来总有一些会冷缩爆裂碎掉.但有一些已经冷却的也会跟着破碎,那就是声波共振造成的.
玻璃怕的是谐振波,有机玻璃有一些可以抗压,但抗不了谐振.飞机的音爆震碎玻璃,如果那些玻璃的谐振和音爆的频率相同那就一定有问题.如果不是同一频率区那一般不会爆.
玻璃杯和平玻璃,要是谐振破碎,那是一样的.但玻璃杯的抗压比平的好.单纯的压力下玻璃是平的更容易破.
再说,玻璃也有多种,特别是谐振性能的不同.同样的条件下,一种玻璃破碎,但不代表所以的都碎.玻璃的破碎不单纯是压力方面,还有谐振或者其他方面.
但爆炸引起的玻璃破碎那是因为压力而不是谐振或者共振.