Rarefaction Wave

定义 Definition

rarefaction wave（稀疏波/膨胀波）：流体或气体中一种压力、密度逐渐降低并向外扩展的波动结构，常见于可压缩流动与气体动力学中；与“shock wave（激波）”相对，稀疏波通常表现为连续的变化而非突跃。（在一些教材里也会把特定形式称为“expansion wave / expansion fan（膨胀扇）”。）

发音 Pronunciation (IPA)

/ˌrɛrəˈfækʃən weɪv/

例句 Examples

A rarefaction wave moves into the low-pressure region.
稀疏波会向低压区域传播。

In the shock-tube experiment, the initial pressure difference creates a shock wave in one direction and a rarefaction wave in the other, separating regions with different flow properties.
在激波管实验中，初始压差会使一侧形成激波、另一侧形成稀疏波，从而分隔出具有不同流动性质的区域。

词源 Etymology

rarefaction 来自拉丁语 rarefacere，由 rarus（“稀薄的、稀少的”）与 facere（“使、做”）构成，意思是“使变稀薄”。加上 wave（波）后，整体就表示“使介质变稀薄的波动”，对应物理上密度与压力降低的扩展过程。

相关词 Related Words

• Shock Wave
• Compression Wave
• Expansion Wave
• Expansion Fan
• Riemann Problem
• Compressible Flow
• Supersonic
• Discontinuity

文学与经典著作 Literary & Notable Works

• Supersonic Flow and Shock Waves（Courant & Friedrichs）——以激波与稀疏波为核心主题之一。
• Fluid Mechanics（Landau & Lifshitz，《流体力学》）——在可压缩流动与波动相关章节中讨论稀疏波/膨胀过程。
• Linear and Nonlinear Waves（G. B. Whitham）——系统讲解包括稀疏波在内的非线性波理论。
• Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics（E. F. Toro）——在黎曼问题与数值求解中频繁使用“rarefaction wave”。