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🌊 Isentropic Flow 計算機

專業免費的 Isentropic Flow 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
1.8 滯點 ÷ 靜態
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是等熵流計算器?

本工具用來計算可壓縮氣體在等熵(可逆、絕熱)流動下,滯點(總)物理量與靜態物理量的比值。只要輸入當地馬赫數 M 與氣體的比熱比 \gamma,即可算出溫度比 T_0/T、壓力比 P_0/P 與密度比 \rho_0/\rho,以及它們的倒數。這些關係式是氣動力學、噴嘴與擴散器設計,以及氣體動力學的基礎。

使用方法

請輸入馬赫數(流速與當地音速的比值)以及氣體的比熱比。中等溫度下的空氣與雙原子氣體可取 \gamma = 1.4;單原子氣體(氦、氬)約為 \gamma ≈ 1.667;燃燒產物則約為 \gamma ≈ 1.3。設定完成後按下計算,即可得到所有物理量比值。

公式解析

絕熱流動的能量方程式可得

((T_0) ÷ (T)) = 1 + ((\gamma - 1) ÷ (2)) M^{2}
由於流動同時為等熵,壓力與密度依循多變過程關係:
((P_0) ÷ (P)) = ≤ft(((T_0) ÷ (T))\right)^{((\gamma) ÷ (\gamma - 1))}
以及
((\rho_0) ÷ (\rho)) = ≤ft(((T_0) ÷ (T))\right)^{((1) ÷ (\gamma - 1))}
所謂滯點物理量,即是將流體以等熵方式減速至靜止時所達到的狀態。

計算範例

以 M = 2、\gamma = 1.4 為例:

((T_0) ÷ (T)) = 1 + 0.2 · 4 = 1.8
接著 P_0/P = 1.8^{3.5} ≈ 7.824,而 \rho_0/\rho = 1.8^{2.5} ≈ 4.347。換句話說,馬赫 2 的流動其滯點壓力約為靜壓的 7.8 倍。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

什麼是「滯點」壓力?
它是指氣體以等熵方式減速到速度為零時所具有的壓力,例如可用皮托管(pitot tube)量測。
超過馬赫 1 也能用嗎?
可以。等熵關係式在亞音速與超音速流動中皆成立,但不適用於通過震波的情況,因為震波過程屬於非等熵。
為什麼 \(\gamma\) 很重要?
\(\gamma\) 決定能量如何在平移與內部模態之間分配,會直接影響密度與壓力隨馬赫數上升的幅度。