impact wave 沖擊波是波陣面以突躍面的形式在彈性介質中傳播的壓縮波,波陣面上介質狀態參數的變化是突躍式的。沖擊波是由壓縮波疊加形成的。壓縮波疊加形成沖擊波是由量變到質變的過程,兩者的性質有根本的差別。弱壓縮波通過時,介質狀態發生連續變化;而沖擊波通過時,介質狀態發生突躍變化。弱壓縮波的傳播速度等于未擾動介質中的音速,其速度大小只取決于未擾動介質的狀態,與波的強度無關。沖擊波的傳播速度大于擾動介質中的音速,其速度大小取決于波的強度。當物體以超音速運動時,物體運動速度大于擾動傳播速度,前面的空氣來不及“讓開”,即空氣的狀態參數來不及均勻化,故突然受到運動物體的壓縮而形成沖擊波。沖擊波的基本關系式是聯系波陣面兩邊介質狀態參數和運動參數之間的關系的表達式,這些關系式可以從已知的未擾動狀態計算擾動過的介質狀態參數、研究沖擊波的性質。由3個普遍的守恒定律可以推導出沖擊波雨果里奧方程式,即沖擊波絕熱方程式。
但是直接用上面的關系式進行計算是困難的,因為內能E和狀態參數間的關系還不清楚。必須用壓力和密度來表示熱焓或能量。
沖擊波傳播速度永遠大于未擾動介質中的音速;在沖擊波陣面上介質狀態參數(P、ρ、T)發生突躍變化,而音波的狀態參數的變化則接近于零;受到沖擊波壓縮時,波陣面介質要發生位移,對于正沖擊波,介質移動方向與沖擊波傳播方向是一致的,而音波介質質點在平衡位置上振動;沖擊波波速與其強度有很大關系,而音波則不能;介質受沖擊波壓縮時熵增大,而音波的傳播接近于等熵過程;沖擊波無周期性,以獨特的壓縮突躍的形式進行傳播。