Chokbølge

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
USS Iowa (BB-61) affyrer en 2/3 bredside under en måløvelse nær Vieques Island, Puerto Rico den 1. juli 1984

En chokbølge ( engl. Shockwave), også bangbølge er i væskemekanikken en kraftig trykbølge forårsaget af detonation , eller andre fænomener, at dele af mediet bevæges hurtigere end lydens hastighed i mediet. I modsætning til normale lydbølger ændres tilstandsvariablerne ved bølgefronten næsten pludselig.

Udtrykket shock wave, som undertiden bruges, er baseret på en fejloversættelse af det engelske homonym shock in shock wave . Chokket er et medicinsk fænomen.

Oprindelse og grundlæggende egenskaber

En chokbølge krydser et todimensionalt gitter.

I komprimerbare, dvs. komprimerbare medier, for eksempel gasser, forstyrres forstyrrelser, for eksempel trykændringer forårsaget af faste kroppe, der bevæger sig igennem, gennem mediet som trykbølger, der bevæger sig med mediets lydhastighed . Hvis interfereren kun bevæger sig langsomt i forhold til lydens hastighed, tillader trykbølgen mediet at omfordele sig selv for at kompensere for forstyrrelsen. Mediet opfører sig nøjagtigt som et inkomprimerbart medium.

Men hvis interfereren bevæger sig hurtigere end lydens hastighed i det uforstyrrede medium, dannes der en tynd stødfront , inden for hvilken mediets tilstandsvariabler , herunder hastigheden, ændres næsten pludseligt. Fronten bevæger sig langsommere gennem mediet end forstyrreren og skaber koniske former. Da energitætheden bag fronten er højere end foran fronten, falder stødbølger gradvist til normale trykbølger, hvor deres hastighed reduceres til lydens hastighed.

Der er to grundlæggende typer af stødbølger, som er fysisk ækvivalente og kun adskiller sig i valget af referencesystem :

  1. Progressive stødbølger i det stationære medium: De er forårsaget af pludselige forstyrrelser i mediet, f.eks. En eksplosion eller et projektil , og bevæger sig med supersonisk hastighed. Se også: stødbølge .
  2. Stående chokbølger i et flydende medium: De er forårsaget af det faktum, at stof løbende udstødes fra en kilde, som f.eks. B. den solvinden af den sol eller fremdrift gasser i en raketmotor . Sådanne bølger kan nå en ligevægtstilstand, hvor de begrænser vindens output.

Eksempler

Progressive stødbølger

Stående chokbølger

  • Grænsen for Jordens magnetosfære er præget af en stødbølge, på hvilken forsiden af ​​partiklerne i solvinden brat bremses ( bue -stødbølge ). Da partiklernes middelhastighed i den uforstyrrede strømning i forhold til jorden er større end lydens hastighed i det bevægelige medium, opstår der stødbølgedannelse. Det samme gælder magnetosfæren i Jupiter .
  • I en afstand på ca. 80–100 AU sænkes solvinden af ​​det interstellare medium til under lydens hastighed. Stødbølgen ved grænsen kaldes kantstødbølge (termineringschok).
  • Stødbølger opstår i dysestrømmen af raketter, hvis trykket ved dyseudløbet adskiller sig fra omgivelsestrykket. Med nogle dyseformer kan dette i værste tilfælde føre til ødelæggelse af dysen. For at undgå skader er det minimale udgangstryk, når motoren tændes, derfor begrænset. Som et resultat har dysen ikke optimal effektivitet i større højder på grund af det lavere omgivelsestryk.

Anvendelse inden for medicin og fysioterapi

I medicin , ved hjælp af " ekstrakorporeal chokbølge litotripsy " (ESWL), bruges højenergiske, fokuserede chokbølger til at bryde urin- , galdeblære- , nyre- og spytsten ; i ortopædi brugesekstrakorporeal chokbølgebehandling til behandling af ikke- helbredelse af knoglebrud ( pseudartroser ) og til erosion Forkalkningersener og aflejringer i led . Siden omkring 2010 har ekstrakorporeal chokbølgebehandling også været anvendt i urologi til behandling af erektil dysfunktion : Anvendelse af chokbølger stimulerer neoangiogenese, dvs. dannelse af nye blodkar, hvilket fører til bedre blodgennemstrømning til penis og dermed en højere erektionskvalitet bør føre. [2] [3]

I fysioterapi , på grund af den relativt enkle håndtering (ingen billeddannelsesprocedurer påkrævet, næppe nogen risiko, lidt smerte for patienten), er især lavenergi radial chokbølgebehandling for nylig blevet brugt i stigende grad.

Lavenergi-chokbølger muliggør en effektiv behandling af smerter ved senebeslag som tennisalbuer , golfspillers albuer eller den smertefulde hælspore og smerter i artrose (slid) samt ved kroniske smerter i bløde væv nær knoglerne.

Chokbølgen bliver også mere og mere populær som en smertefri procedure i " trigger point therapy " til muskelhærdning . Muskelens triggerpunkter (= myogeloser) er z. B. Behandlede nakkesmerter og smerter i lænden. Behandlingen kan ikke kun udføres med enhederne, men de muliggør også målrettet diagnostik af de hærdede og forkortede, normalt ofte meget smertefulde muskelområder. Disse muskelområder er forsynet med lokale eller fjerntliggende triggere, afhængigt af det kliniske billede, som skal observeres i løbet af den videre behandling.

Disse stødbølger genereres hydraulisk , elektromagnetisk , piezoelektrisk eller pneumatisk - ballistisk uden for menneskekroppen, dvs. "ekstrakorporealt". Der skelnes mellem radiale og fokuserede stødbølger med forskellig energistyrke alt efter formen for deres udbredelse.

Se også

Weblinks

Wiktionary: shock wave - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. Eksploderende asteroider udgør større trussel end direkte hits nationalgeographic.com, adgang 19. maj 2016
  2. Zhihua Lu, Guiting Lin, Amanda Reed-Maldonado, Chunxi Wang, Yung-Chin Lee: Lavintensiv ekstrakorporal stødbølgebehandling forbedrer erektil funktion: En systematisk gennemgang og metaanalyse . I: Europæisk urologi . tape   71 , nej.   2 , februar 2017, ISSN 1873-7560 , s.   223-233 , doi : 10.1016 / j.eururo.2016.05.050 , PMID 27321373 .
  3. ^ Anne B. Olsen, Marie Persiani, Sidsel Boie, Milad Hanna, Lars Lund: Kan lavintensiv ekstrakorporal shockwave-terapi forbedre erektil dysfunktion? En prospektiv, randomiseret, dobbeltblind, placebokontrolleret undersøgelse . I: Scandinavian Journal of Urology . tape   49 , nej.   4 , 2015, ISSN 2168-1813 , s.   329-333 , doi : 10.3109 / 21681805.2014.984326 , PMID 25470423 .