马赫数

流体的流动速度(v)和声音在该流体内传播的速度(c)之比，称为马赫数(M)，M=v/c．在气体动力学中，它是划分气体流动类型的一个标版又是判断气体压缩性的一个尺度。

1、简介

马赫数

马赫数是表示声速倍数的数，在物理学上一般称为马赫数，是一个无量纲数。一马赫即一倍音速：马赫数小于1者为亚音速，近乎等于1为跨声速，大于1为超声速马赫在从1887年起发表的三篇关于研究弹丸在空气中运动的论文中指出，当气体速度大于或小于声速时，弹丸引起的扰动波形是不同的（见马赫锥）。1929年德国空气动力学家J.阿克莱特首次把比值v/c同马赫的姓氏联系起来；直到1939年，马赫数这个名词才在世界范围内广泛应用。马赫数是讨论可压缩气体运动的一个重要的无量纲相似准数。在流体密度不变的不可压缩流中，声速c=∞,Ma=0。大约从马赫数等于0.3起，就不能忽略流体的压缩性影响。在可压缩流中，气体流速相对变化dv/v同密度相对变化之间的关系是dp/p=-Ma2dv/v，即在流动过程中，马赫数愈大，气体表现出的可压缩性就愈大。另外，马赫数大于或小于1时，扰动在气流中的传播情况也大不相同。因此，从空气动力学的观点来看，马赫数比流速能更好地表示流动的特点。按照马赫数的大小，气体流动可分为低速流动、亚声速流动、跨声速流动、超声速流动和高超声速流动等不同类型。马赫数小于1者为亚声速，近乎等于1为跨声速，大于1为超声速；一般情况下，若马赫数大于5左右，为高超声速；其值越大，空气（或其它气体）的压缩性影响越显著。

1947年10月14日，耶格尔驾驶X-1试验飞机在加州南部上空脱离B-29母机，上升到一万二千米高空，并在此高度上达到每小时1078千米的速度，首次突破音障，实现了马赫数超过一的飞行。

2、分类

不可压缩流

亚声速不可压缩流：M

可压缩流

马赫数

亚声速可压缩流：0.3≤M≤0.8

跨声速流：0.8≤M≤1.2

超声速流：1.2≤M≤5

高超声速流：M≥5