Paineen etenemisnopeus

Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Yritin löytää googlettamalla vastausta siihen kuinka nopeasti paineen muutos etenee (jos etenee) suljetussa tilassa, jossa tapahtuu paikallisesti äkillinen ja voimakas painetta (aluksi paikallisesti) lisäävä muutos.

Pikaisella haulla en vastausta tuohon löytänyt, oletus oli että se etenisi äänen nopeudella molekyylien välityksellä, mutta vaikuttaako siihen kuitenkin muutkin tekijät.

Kommentit (9)

Hannu Tanskanen
Seuraa 
Viestejä8848
Liittynyt26.3.2009

Äänen nopeudella ko. kaasussa ja lämpötilassa, paineella ei ole merkitystä, koska se sisältyy jo lämpötilan kaavaan ja supistuu loppurivillä pois. Samassa lämpötilassa merkitystä on siis vain kaasulla, mitä pienempi molekyylipaino, sitä nopeammin ääni=paineaalto kulkee siinä.

Vierailija
David
Yritin löytää googlettamalla vastausta siihen kuinka nopeasti paineen muutos etenee (jos etenee) suljetussa tilassa, jossa tapahtuu paikallisesti äkillinen ja voimakas painetta (aluksi paikallisesti) lisäävä muutos.

Pikaisella haulla en vastausta tuohon löytänyt, oletus oli että se etenisi äänen nopeudella molekyylien välityksellä, mutta vaikuttaako siihen kuitenkin muutkin tekijät.


Yleisessä klassisen fluidin tapauksessa painekenttä P(x,t) on ainakin teoriassa ratkaistavissa Navier-Stokesin yhtälöistä. Käytännössä ratkaisu on kuitenkin hyvin hankalaa ja on lähes poikkeuksetta tehtävä numeerisesti.

Yleisessä suhteellisuusteoriassa painekenttä sisältyy energia-liikemäärätensoriin ja esiintyy teorian kenttäyhtälöissä, joista se on periaatteessa ratkaistavissa.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Kiitos vastauksista, vähän arvelinkin ettei asia taida olla ihan yksinkertainen kun ei haulla löytynyt.

Tässähän sitä olisikin sopiva haaste.
"Toukokuussa 2000 Clay-instituutti (Clay Mathematics Institute) listasi Navierin-Stokesin yhtälöt niiden seitsemän ratkaisemattoman ongelman joukkoon, joiden ratkaisusta on luvattu miljoona dollaria. Palkinnon saa se, joka huomattavasti kehittää tämän ilmiön selittävää matemaattista teoriaa."

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26841
Liittynyt16.3.2005

Paineaalto etenee äänen nopeudella. Massavirta voi toki liikkua nopeamminkin, esimerkiksi räjähdyksen tai törmäyksen yhteydessä, mutta yleensä sellainen vaimenee hyvin nopeasti äänen nopeudella eteneväksi paineaalloksi.

kuningas
Seuraa 
Viestejä1246
Liittynyt10.12.2007
David
Yritin löytää googlettamalla vastausta siihen kuinka nopeasti paineen muutos etenee (jos etenee) suljetussa tilassa, jossa tapahtuu paikallisesti äkillinen ja voimakas painetta (aluksi paikallisesti) lisäävä muutos.



Jos tuo suljettu tila olisi kiinteä kappale, siihen voi syntyä erilaisia paineaaltoja joilla on eri nopeudet. P-aalto, Lamb-aalto, S-aalto (vääntöaalto) ja Raleighin pinta-aalto saapuvat yleensä tässä järjestyksessä mahd. mittauskohteeseen.

Teräksessä:
P-aalto 5,9 km/s
Lamb 5,1 km/s
S-aalto 3,2 km/s
Raleigh 3,0 km/s

War doesn't determine who's right but who's left.

There is no such thing as an atheist in a foxhole.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
Neutroni
Paineaalto etenee äänen nopeudella. Massavirta voi toki liikkua nopeamminkin, esimerkiksi räjähdyksen tai törmäyksen yhteydessä, mutta yleensä sellainen vaimenee hyvin nopeasti äänen nopeudella eteneväksi paineaalloksi.

Niin vähän arvelinkin, mutta sitten varmaan heijasteet seinämistä esim. suljetussa tilassa muodostavat uusia paineaaltoja, joten riipuen tilan muodoista ja materiaaleista painejakuma "värähtelee", kunnes vaimetessaan saavuttaa tasapainotilan (tai lähestyen tasapainotilaa vaimeten koko ajan).

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26841
Liittynyt16.3.2005
David

Niin vähän arvelinkin, mutta sitten varmaan heijasteet seinämistä esim. suljetussa tilassa muodostavat uusia paineaaltoja, joten riipuen tilan muodoista ja materiaaleista painejakuma "värähtelee", kunnes vaimetessaan saavuttaa tasapainotilan (tai lähestyen tasapainotilaa vaimeten koko ajan).



Suljetussa tilassa käy toisaan noin, kun seinistä heijastuneet aallot interferoivat. Tuollaista tilannetta voi ratkoa aaltoyhtälöllä (löytyy Googlella ja numeerisen matematiikan alkeisoppikirjoista), mikäli siihen ei liity supersoonisia shokkiaaltoja tai epälineaarisuuksia aiheuttavia painetasoja.

Tuollaisesta saa ihan hauskoja tietokoneanimaatioita 2D-tapauksessa.

Teekkari
Seuraa 
Viestejä2347
Liittynyt27.4.2008
Neutroni
David

Niin vähän arvelinkin, mutta sitten varmaan heijasteet seinämistä esim. suljetussa tilassa muodostavat uusia paineaaltoja, joten riipuen tilan muodoista ja materiaaleista painejakuma "värähtelee", kunnes vaimetessaan saavuttaa tasapainotilan (tai lähestyen tasapainotilaa vaimeten koko ajan).



Suljetussa tilassa käy toisaan noin, kun seinistä heijastuneet aallot interferoivat. Tuollaista tilannetta voi ratkoa aaltoyhtälöllä (löytyy Googlella ja numeerisen matematiikan alkeisoppikirjoista), mikäli siihen ei liity supersoonisia shokkiaaltoja tai epälineaarisuuksia aiheuttavia painetasoja.

Tuollaisesta saa ihan hauskoja tietokoneanimaatioita 2D-tapauksessa.

Täältäpä saattaa löytyä, tosin en ole hirveästi käyttänyt, mutta auttoi alkuun mukavasti fysiikan opinnoissa

http://wildcat.phys.northwestern.edu/vpl/index.html

Everything you know, is about to change.

Uusimmat

Suosituimmat