Quellen in schallnaher Strömung

Zusammenfassung

Die Ausbreitung einer plötzlich einsetzenden punktförmigen Störung in einer ebenen Parallelströmung wird in zahlreichen Lehrbüchern der Analysis dargestellt (z. B. [1]). Die Störung breitet sich danach im x, y, t-Raum innerhalb eines kegeligen Gebildes aus (Abb. 1). Die Kegelachse ist die Teilchenbahn durch den Entstehungspunkt der Störung, das ist im vorliegenden Fall der Ursprung. Wenn sich die quellförmige Störung in Unterschallparallelströmung befindet, gibt es Erzeugende, welche stromaufwärts vordringen. In Überschallparallelströmung dagegen werden alle Erzeugenden in positiver x-Richtung stromabwärts getragen. Bei Schallströmung fällt bei der bisher geübten Art der Linearisierung der instationären gasdynamischen Gleichung eine erzeugende Gerade mit der t-Achse zusammen. Die skizzierten Ergebnisse stellen außerhalb des schallnahen Gebietes (und natürlich auch außerhalb des Hyperschallgebietes) sicher eine richtige erste Näherung dar. In Schallnähe sind sie jedoch nur unter starken Einschränkungen zulässig, weil die durch die Störungen bedingten lokalen Unter- oder Überschallgebiete die Einflußbereiche verschieben. Zwar wird bei Schallanströmung die steilste Erzeugende noch immer annähernd mit der t-Richtung übereinstimmen. Gerade aber diese kleine Abweichung von der Zeit-Achse ist wesentlich.