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红外线波长和频率物理
红外线是一种电磁波，在电磁谱中位于可见光的下方。
红外线波长范围一般被定义为0.75微米(μm)到1000微米(μm)之间，对应的频率范围约为300 THz到400 GHz。
根据电磁波的基本性质，波长和频率之间存在关系：波长（λ）和频率（ν）的乘积等于光速（c）。
即c = λν，其中c是光速（约为3.00 x 10^8 m/s）。
利用这个关系，我们可以计算红外线波长和频率之间的相互转换。
例如，对于红外线波长为10μm的波长，我们可以使用该公式来计算其频率：
c = λν
ν= c/λ= (3.00 x 10^8 m/s) / (10 x 10^-6 m) ≈3.00 x 10^13 Hz
所以，红外线波长为10μm的频率大约为3.00 x 10^13 Hz（30 THz）。
反过来，如果我们有一个红外线波长为20μm的频率，我们可以使用同样的公式来计算波长：
c = λν
λ= c/ν= (3.00 x 10^8 m/s) / (20 x 10^6 Hz) ≈1.50 x 10^-5 m
所以，红外线频率为20 THz的波长大约为1.50 x 10^-5 m（15μm）。
总之，红外线的波长和频率之间存在着简单的数学关系，我们可以通过光速公式来进行转换。
红外频率公式推导红外频率是指位于可见光频率和微波频率之间的电磁波的频率范围，通常被定义为300 GHz到400 THz之间的频段。
红外辐射是一种非常重要的电磁辐射波段，广泛应用于太阳辐射、红外热成像、通信和探测等领域。
红外辐射的频率可以通过在电磁波的波长和光速之间应用经典的频率公式来推导。
频率（f）与波长（λ）的关系可以由光速（c）公式推导得到：f = c/λ其中，光速c的数值近似为3×10^8 m/s。
红外辐射波长的范围通常是1 μm（1微米，即10^-6米）到1000 μm之间，在这个范围内可以进一步区分红外A、红外B、红外C和远红外等子波段。
1. 红外A波段：波长范围通常是0.7-1.4 μm，对应的频率范围为214-429 THz。
2. 红外B波段：波长范围通常是1.4-3 μm，对应的频率范围为100-214 THz。
3. 红外C波段：波长范围通常是3-8 μm，对应的频率范围为37.5-100 THz。
4. 远红外波段：波长范围通常是8-15 μm，对应的频率范围为20-37.5 THz。
需要注意的是，红外辐射波段的频率与波长之间是反比关系，即频率越高，波长越短。
所以，红外A波段的频率最高，而远红外波段的频率最低。
红外频率的具体数值可以用于计算红外辐射的能量和其他相关物理量。
例如，根据普朗克公式（E = hf），我们可以计算红外辐射的能量（E），其中h是普朗克常数。
另外，红外频率还与分子振动和转动能级的能量差息息相关。
红外光谱是通过测量物质吸收或发射特定波长（频率）的红外辐射来研究分子结构和化学键等信息的一种重要技术。
总之，红外频率是乘以光速与波长的倒数来计算的。
通过根据波长的不同，红外辐射可以进一步分为红外A波段、红外B 波段、红外C波段和远红外波段。
掌握红外频率的计算方法对于了解红外辐射的性质和应用具有重要意义。
红外的辐射强度
红外辐射强度是指红外辐射在单位时间内单位面积上的能量通量。
红外辐射是电磁波谱中波长范围在700纳米至1毫米之间的辐射，这种辐射通常无法被人眼直接看到，但可以被某些红外传感器检测到。
红外辐射的强度受到多种因素的影响，包括红外光源的强度、距离、物体表面的特性、大气中的吸收和散射等。
红外辐射的测量通常使用红外辐射计或热像仪等专门的仪器进行。
在不同的应用中，红外辐射的强度有不同的测量和表示方式。
例如，在红外遥感领域，红外辐射强度可能以瓦特每平方米（W/m²）或比特每像素（bps）来表示。
在热成像领域，红外辐射强度可能以瓦特每平方米（W/m²）或焦耳每秒平方米（J/s·m²）来表示。
红外辐射的强度也受到温度的影响，因为物体的热辐射主要集中在红外波段。
物体的温度越高，它发射的红外辐射就越强。
这也是热像仪能够通过检测红外辐射来感知物体温度差异的原因。
羽流对卫星反射面天线辐射特性的扰动分析
尹伟科;魏兵
【期刊名称】《西安电子科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2017(044)004
【摘要】相比化学推进,电推进具有比冲高和燃料消耗少的优点,可大幅度提高卫星的机动性和寿命.但由于等离子体对电磁波的吸收和折射效应,电磁波通过等离子体时将会衰减.文中利用射线追踪、口径积分和场强叠加原理,分析等离子体羽流对卫星反射面天线远场辐射方向图的影响,计算了羽流对2～5GHz频段电磁波的衰减.与实验数据进行对比表明,对于20cm等离子体推进器,在2～5GHz天线工作频段,主瓣峰值衰减为0.3～2.5dB;在E平面,天线主瓣偏离天线轴向小于0.5°.
【总页数】6页(P24-28,61)
【作者】尹伟科;魏兵
【作者单位】西安电子科技大学物理与光电工程学院,陕西西安 710071;西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心,陕西西安 710071;西安电子科技大学物理与光电工程学院,陕西西安 710071;西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心,陕西西安 710071
【正文语种】中文
【中图分类】TN827.9
【相关文献】
1.航天器姿控发动机真空羽流场计算及其扰动分析 [J], 史纪鑫
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3.不同参数超宽带反射面天线系统辐射特性 [J], 黎佳;周海京
4.密度羽流构型特征、控制因素及其对深水沉积的启示——对河口和其他环境中密度羽流进行的全球卫星调查 [J], SHANMUGAM G
5.大口径反射面天线微波短脉冲辐射特性的频域分析方法 [J], 汪海波;黄文华;邢笑月
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航空器中白炽灯泡的红外线辐射特性分析随着航空业的不断发展，航空器的舒适性和安全性日益成为人们关注的焦点。
在航空器的灯光系统中，白炽灯泡被广泛应用于客舱照明、航空仪表盘等位置。
然而，白炽灯泡在工作过程中会产生红外线辐射，这可能对飞行员和乘客的健康产生一定的影响。
因此，对白炽灯泡的红外线辐射特性进行分析非常重要。
红外线辐射是指电磁波谱中位于可见光波之外的辐射，其波长范围从0.78微米到1000微米。
航空器中的白炽灯泡产生的红外线辐射主要来自于灯丝的高温辐射。
白炽灯泡内部由灯丝、灯泡外壳和填充气体组成。
当电流通过灯丝时，灯丝发热并且发出可见光和红外线辐射。
白炽灯泡的红外线辐射特性主要取决于灯丝的温度和波长。
灯丝的温度取决于电流的大小和灯丝的材料。
一般来说，白炽灯泡的工作温度在2500K至3500K之间，这个温度范围相应地造成了红外线辐射的波长分布。
通常情况下，波长大致集中在1.0微米至5.0微米之间。
在航空器中，以人体红外辐射接收为主的红外线辐射区间为8微米至14微米，白炽灯泡的波长分布并没有明显叠加在这一区间内。
然而，即使白炽灯泡的红外线辐射波长分布不会直接叠加在人体可接收的红外线范围内，但航空器中的灯光系统通常是连续使用的，时间久了也可导致一定的积累效应。
因此，为了确保飞行员和乘客的健康和安全，我们有必要对白炽灯泡产生的红外线辐射进行定量分析。
为了分析白炽灯泡的红外线辐射特性，我们需要考虑灯丝的材料、温度和电流等因素。
灯丝的材料通常是钨，因为钨具有较高的熔点和较低的蒸汽压，适合在高温下运行。
电流的大小直接影响灯丝的温度，因此可以通过控制电流来调整白炽灯泡的红外线辐射量。
另外，白炽灯泡的外壳也会对红外线辐射的传输产生一定的影响，因此灯泡的材质和设计也需要考虑。
定量分析白炽灯泡产生的红外线辐射需要运用红外辐射测量技术，如红外线辐射计或热成像相机。
这些设备能够在不接触或扰乱被测物体的情况下，测量其所发射的辐射能量。
红外波段速度计算公式红外波段速度计算公式是用来计算物体在红外波段下的速度的公式。
红外波段是指波长在0.7微米至1毫米之间的电磁波，通常用来进行红外成像和红外测温。
在工业、军事和科研领域中，红外波段速度计算公式被广泛应用于测量物体的速度，尤其是在无人机、导弹和火箭等高速运动物体的监测和控制中起着重要作用。
红外波段速度计算公式的推导基于多普勒效应，即当物体相对于观察者运动时，其辐射的频率会发生变化。
在红外波段下，物体辐射的频率与其速度成正比，因此可以通过测量红外波段下的频率变化来计算物体的速度。
红外波段速度计算公式的一般形式为：V = λΔf / f。
其中，V表示物体的速度，λ表示红外波段下的波长，Δf表示频率变化量，f表示物体辐射的频率。
在实际应用中，红外波段速度计算公式可以根据具体情况进行修正和改进。
例如，当考虑到观察者与物体之间的相对运动时，需要引入相对速度修正项；当考虑到红外传感器的分辨率和灵敏度时，需要引入仪器修正项。
因此，红外波段速度计算公式的具体形式会根据实际情况而有所不同。
在实际应用中，红外波段速度计算公式通常与红外成像技术和光电探测技术相结合，通过测量物体在红外波段下的辐射频率变化来实现对物体速度的精确测量。
这种技术在军事领域中被广泛应用于导弹的制导系统、飞机的速度测量和目标跟踪等方面；在工业领域中被应用于无人机的自动驾驶、机器人的运动控制和物体的运动监测等方面；在科研领域中被应用于高速运动物体的实时跟踪和运动分析等方面。
总之，红外波段速度计算公式是一种重要的物体速度测量方法，具有广泛的应用前景和重要的实际意义。
随着红外成像技术和光电探测技术的不断发展，红外波段速度计算公式将会在更多领域发挥重要作用，为实现对物体速度的精确测量提供有力支持。
空中目标红外特性的计算方法华建军;张建强【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2001(031)003【摘要】The physical model of IR signature of an aerial tar get is constructed. The computational method of the IR intensity and contrast in tensity of the target is discussed. The compact of the background radiation, inc luding the sun, the sky and the earth, and the atmospheric attenuation to the in frared radiation is considered. LOWTRAN7 code is used to calculate solar radiati on, atmospheric radiation and transmission.%文中建立了空中目标红外特性的物理模型,讨论了目标红外辐射强度和对比强度的计算方法,考虑了太阳、天空、地面等背景辐射和大气的衰减作用对目标红外辐射的影响.本文应用了LOWTRAN7软件计算太阳辐射、大气辐射和大气透过率等参数.【总页数】3页(P166-168)【作者】华建军;张建强【作者单位】北京航空航天大学动力系,;北京航空航天大学动力系,【正文语种】中文【中图分类】TN219【相关文献】1.再入目标红外特性分析及红外特性材料研究 [J], 姜卫陵;罗金富2.PS植入路径上不同动物椎骨近红外特性差异研究 [J], 刘洋洋;孟琳;钱志余;李韪韬3.低发射率材料涂敷方案对排气系统红外特性的影响 [J], 陈瀚赜;尚守堂;吉洪湖;邓洪伟;卢浩浩4.靶标系统中的目标红外特性建模技术研究 [J], 杨翔云;吕勇;刘洋;刘力双5.视线方向上飞机红外特性计算方法 [J], 王霞;陈华础因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
辐射计算方法
辐射计算方法是通过一系列的数学公式和模型来计算辐射的传输、吸收和发射情况。
常用的辐射计算方法包括：
1. 黑体辐射计算方法：基于黑体理论，利用普朗克公式和斯蒂芬-玻尔兹曼定律计算辐射能量和功率。
2. 辐射传递方程方法：根据辐射在物质中的传输规律，建立辐射传递方程，并利用该方程求解辐射能量或功率的分布。
3. 辐射传输模型方法：建立一组近似模型，通过对辐射传输过程中的吸收、散射和发射的各种因素进行计算和修正，获得辐射能量或功率的分布。
4. 辐射传感器方法：利用各种辐射传感器测量辐射的强度、能谱和方向性等参数，然后根据测量数据进行辐射计算和分析。
5. 模拟计算方法：使用计算机模拟技术，利用数值方法对辐射的传输、吸收和发射过程进行模拟和计算，得到辐射能量或功率的分布。
这些方法可以根据具体的辐射问题和需求选择合适的方法进行计算，通常需要考虑辐射的波长、介质的吸收、散射和发射特性、辐射源的性质和辐射传输的环境等因素。
红外辐射特性
红外辐射是电磁波的一种，其波长在可见光和微波之间，约为0.7-300微米。
以下是红外辐射的一些特性：
1. 能量较低：红外辐射的能量比可见光低，但高于微波辐射。
这使得红外辐射在许多应用中具有广泛的适用性。
2. 热辐射：大部分物体都会发出红外辐射，这是由于物体的温度决定了其分子和原子的振动情况。
热辐射是红外辐射最常见的形式。
3. 热成像：红外辐射可以用于测量物体的温度。
红外热成像技术可以显示物体表面的热分布，并且广泛应用于医学、建筑、军事和工业领域。
4. 透过大气：与可见光不同，红外辐射可以在大气中传播而不受太多的散射和吸收影响。
这使得红外辐射在夜视、遥感和天文学等领域中被广泛使用。
5. 材料穿透性：不同材料对红外辐射的吸收和透射程度不同。
某些材料对红外辐射具有很高的透明度，而其他材料则具有很高的吸收能力。
这取决于材料的分子结构和化学成分。
6. 应用广泛：红外辐射在许多领域中具有重要应用，例如红外传感器、红外热成像、红外通信、红外医学诊断等。
羽流的红外辐射特性计算成志铎（南京理工大学动力工程学院，南京 210094）摘要：为了研究坦克尾向的红外辐射特性，利用计算流体力学软件FLUENT对坦克尾向流场进行数值模拟。
模拟不同的排气速度、不同的喷口数目、不同的尾气成分以及有无风速这四种工况,进而分析这四种不同工况下的速度场、压力场、浓度场、温度场的分布情况，以及各个面的红外辐射量的对比，得出各个因素对辐射量影响的大小。
由模拟结果可以看出有无风速对各个面辐射量影响最大；在喷口数目不同时左右两个侧面的红外辐射量的改变都接近50%；在出口速度增加了67%时，右侧面的辐射量约增加1.6倍；不完全燃烧比完全燃烧尾气对上表面的辐射量增加了21%。
这些模拟结果一定程度为坦克排气的红外辐射特征研究提供了依据。
关键词：羽流坦克排气流场红外辐射引言从第二次世界大战以来，坦克在战争中一直作为地面战的主要进攻型武器。
发挥了很大的威力，越来越多的国家在研制先进的反坦克武器。
在这些反坦克武器中装有红外识别传感器，用以对坦克进行识别从而进行攻击。
另一方面，坦克红外伪装隐身技术也在向前发展。
为了提高这些武器的识别与反识别能力，必须对坦克目标本身在不同工作状态下，相对于不同地物背景下的红外辐射特性进行深人细致地研究。
［1］而为了提高坦克的机动性、攻击性和防护性等性能，坦克发动机的功率不断升高，柴油机燃烧气体的温度以及燃烧产生的废气量大大增加，柴油机标定工况时的排气温度可达800 K以上。
坦克排出的废气中主要二氧化碳和水蒸气组成的，其光带均位于红外线的波长范围，这样会使坦克防护性能下降，因此对其尾气红外的计算对坦克是非常重要的。
而要研究坦克排气的红外热辐射特征，首先需要了解排气流场与温度场的分布情况。
［2］由于羽流的实际实验比较难做，所以大多是通过模拟，来验证处理方法的正确性，再应用于实际情况中。
而在以前的研究方法中，在流场及壁温计算中采用了较简单的处理方法，没有将排气系统的三维流场计算、壁温计算与红外辐射计算结合起来。
同时，计算结果缺乏与实测数据的比较和检验，不能适应工程应用的要求。
本次设计将会采用FLUENT软件模拟出坦克发动机羽流的三维速度场、压力场，温度场以及浓度场，从而非常直观地看出尾气羽流的过程，为排气系统羽流的红外辐射特性的分析研究做出了具有工程应用价值的工作［3］。
1 控制方程假设坦克的运行处于某一稳定的工况，即可以认为发动机的排气流动不随时间的变化而改变，所以可以当做稳态问题处理。
本文采用三维、稳态、可压的连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程、标准双方程湍流方程、组分方程、do方法来描述坦克的尾气的流动及辐射传热问题：连续性方程（质量守恒方程）：()()[()]m jm mj j juDt x x xρρρρρ∂∂∂∂+=∂∂∂∂（1）动量方程（运动方程）：()2()()3j i j ij j j ju u u P k tx x x ρρρσ∂∂∂∂+=-+∂∂∂∂ （2） 能量方程：()()(),Pr j j j j j j pmj m m j ju J E u E P t x x x c T J KD h K x x ρρρεμρρρ∂∂∂∂+=--+∂∂∂∂∂∂=--=∂∂∑ （3）组分方程： ()()j j jj j R y m y vm y um x +⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂Γ∂∂=∂∂+∂∂ρρ （4） 标准ε-k 模型的湍动能k 和耗散率ε方程：κρεσμμρκρκS Y G G x k x u x t M b k j k t j i i +--++⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∂∂⎪⎪⎭⎫⎝⎛+∂∂=∂∂+∂∂)()( （5）εεεεερεεσμμρερεS k C G C G k C x x u x t b k j kt j i i +-++⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∂∂⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∂∂=∂∂+∂∂2231)()()( （6） DO 辐射方程［4］：442(,))()(,)(,)(,')'4ss T r s s a I r s an I r s s s d πσσσππ→→→→→→→→→∇∙++=+ΦΩ⎰（7）此外对于可压缩流体，需要补充采用气体状态方程和热力学关系作为上述基本控制方程的补充：0P mmmR T W ρ=∑（8）()m vm E c T T =∙ （9）0m m mR Th E W =+（10） ()mm mE Eρρ=∙∑ （11） ()()mp pm mc T c T ρρ=∙∑ （12）联合以上所有方程，构成一个封闭方程组。
2 模拟过程2.1 建立模型图1计算区域三维实体模型图2 三维模型网格划分后的正视图数值计算模拟的第一个步骤是建立几何模型。
按照坦克排气管实际的尺寸，本文的计算模型如图1所示，前面的一段圆管为排气管，后面的立方体为计算的区域。
为了能够准确的描述流场，立方体足够大，尽量将最多的尾气都包含在内，这里取一个三维空间（8m×7m ×6m）进行模拟。
喷管长0. 5m，直径0.15m（这里对喷管进行了很大的简化，没有考虑实际的样子，因为本文关心的是外流场的参数性质，这样简化是可以接受的）。
2.2 利用Gambit生成网格数值计算模拟的第二个步骤是在建立的模型上正确划分网格。
在本文中对模型进行非结构化网格的生成，采用四面体的小单元进行划分，由于区域较大在保证计算结果准确性的情况下，为了计算方便网格划分不是非常的紧密（interval count=30）。
三维模型网格划分的正视图如图2所示。
2.3 边界条件表2.1和2.2分别是本次设计模拟中无风速和有风速的情况下各个面边界条件的选择情况：2.1 无风速情况各个面的边界条件对象边界条件左侧面右侧面上面底面前面背面压力入口压力出口压力出口压力出口压力出口压力出口喷口喷管速度入口（出口速度分别为10、8、6m/s）固定壁面（定温T=400K）2.2 有风速情况各个面的边界条件对象边界条件左侧面右侧面上面底面前面背面喷口喷管压力入口压力出口压力出口压力出口速度入口压力出口速度入口（出口速度分别为10、8、6m/s）固定壁面（定温T=400K）2.4 研究的工况本文为了更好了解尾气羽流的辐射特性，模拟了坦克在不同的排气速度、不同的喷口数目、不同的尾气成分以及有无风速这四种情况。
根据一些经验参数，本文的分别模拟尾气速度为10m/s，8m/s，6m/s的情况。
由于在实际环境中往往都有风速，根据一般实际情况中风速大概为4m/s。
具体的速度工况按照表2.3进行模拟。
单喷管尾气速度（m/s）双喷管尾气速度（m/s）风速（m/s）10 5 048 4 046 3 0同样对于尾气混合气体的定义是非常重要的，本次模拟只对尾气进行两种情况的分析：不完全燃烧和完全燃烧。
具体的尾气成分工况按照表2.4进行模拟。
组分不完全燃烧成分(%) 完全燃烧成分(%)CO2 O2 CO2 CO H2O C0.740.010.130.0060.110.0040.760.130.113 模拟结果与分析3.1 喷口不同排气速度及工况的对比分析在无风速的情况下不同排气速度所形成流场的各种参数是不同的，图3.1显示了不同喷口速度Z=1截面上速度分布的对比，图3.2显示了不同喷口速度Z=1截面上温度分布的对比，图3.3显示了不同喷口速度Z=1截面上压力分布的对比，这里仅以出口速度10m/s和6m/s 为例进行说明。
(a) (b)图3.1 不同喷口速度Z=1截面上速度分布的对比（m/s）(a) 出口速度V=10m/s (b) 出口速度V=6m/s(a) (b)图3.2 不同喷口速度Z=1截面上温度分布的对比（T）(a) 出口速度V=10m/s (b) 出口速度V=6m/s(a) (b)图3.3 不同喷口速度Z=1截面上压力分布的对比（Pa）(a) 出口速度V=10m/s (b) 出口速度V=6m/s而对于同一条线上（这里取喷口轴线以及在流场中的延长线，即从点(-4.5,-2,1)到点(4,-2,1)的线上）各种参数的变化趋势如下几个图所示：(a) (b)图3.4 流场中喷口轴线上气体速度的变化趋势(a) 出口速度V=10m/s (b) 出口速度V=6m/s(a) (b)图3.5 流场中喷口轴线上气体温度的变化趋势( a) 出口速度V=10m/s (b) 出口速度V=6m/s(a) (b)图3.6 流场中喷口轴线上气体压力的变化趋势(a) 出口速度V=10m/s (b) 出口速度V=6m/s当喷口拥有不同出口速度时，对应面上的辐射量是不同的，表3.1体现出口速度由6m/s增加到8m/s再增加到10m/s时各个面上的辐射量大小的对比。
表3.1 不同喷口速度空间六个表面的辐射量（W）对象喷口V=6m/s时的辐射量喷口V=8m/s时的辐射量喷口V=10m/s时的辐射量左侧面-9.9921541 -11.263824 -11.810088右侧面正面背面上面底面-1.5827879-8.8917103-3.2659082.2983766-7.2715669-2.5712221-11.679297-4.49847753.083117-9.4650517-4.1365137-14.376228-5.68793394.4203677-11.498411小结：图3.1显示出了尾气从喷口流出后速度在空间区域内迅速减小，流场扩散的范围很广。
两图对比可以发现出口速度越小，在模拟的区域内速度扩散范围相对就越大。
图3.2显示出了高温气体产生的浮升力使得气体流场能够迅速上升。
两图对比可以发现在尾气的温度相同时出口速度越小越能体现出浮升力的作用。
因为排气速度越小，排气方向上传输的距离越小，此时高温气体产生浮升力而使气体获得上升的速度就越能体现出来。
图3.3显示出了尾气出了喷口后经过一段距离后会在空间内扩散看，两图对比可以看出出口速度越小压强越容易在空气中大面积散开。
因为速度越小在遇到相同的空气阻力时，越容易分散，进而体现在压强的分布上。
图3.4可以看出在尾气从喷口流出后速度快速下降在距离出口0.5m的地方速度下降了60%。
距离喷口出口0.5m出速度会有一个波动，没有一直减小而是有一段保持不变，而且稍微有些增加后再减少，只是由于产生湍流，在流场内存在回流而引起的局部速度增加。
图 3.5显示出了尾气从喷口流出后温度快速下降在距离出口0.5m的地方速度下降了150K。
两图对比可以看出出口排气速度越小在下降相同温度时，气体在排气方向上的传输距离越短。
图3.6看出压强在喷口段变化不大，出了喷口后出口速度V=10m/s的情况压强下降到X=-1.5m处然后压强保持不变。
而出口速度V=10m/s的情况压强下降到X=-2m处然后压强保持不变。
