目录

摘要

Abstract

第一章  绪论

第一节 研究背景和研究现状

一、 问题提出的背景

二、 Richtmyer-Meshkov不稳定性的基本概念

三、 R-M不稳定性问题的研究历史与研究现状

第二节   本文的主要工作

第二章 实验原理与实验方法

第一节 激波管理论的简要介绍

一、 激波管流动模型的理想化

二、 理想激波管流动参数的计算

三、 理想激波管可供实验的时间和最佳长度比

第二节 界面的生成

一、 无隔激波管式激波管高压仓系统的配制及激波管性质的初步研究

二、 圆柱形界面及球状界面的生成

第三节 实验装置与实验方法

一、 实验仪器介绍

二、 测量系统及同步控制

三、 实验步骤及注意事项

第三章 实验结果与分析

第一节 激波与球形氦气泡相互作用的实验结果

第二节 激波与柱状氦气泡相互作用的实验结果

第三节 对柱状氦气泡改进后的实验结果

第四节 本章小结

第四章 结论与展望

参考文献

附录    激波管参数计算matlab程序

摘要

本文设计了一种无隔激波管式激波管高压仓系统，旨在研究Richtmyer-Meshkov不稳定性现象。实验采用平面激波与不同形态（球状、柱状）的流体界面相互作用，以空气作为驱动段和被驱动段的介质。通过压力传感器测量激波马赫数，并利用延时信号触发器控制高压火花光源打火，实现了同步控制系统。实验中，采用纹影技术记录了界面失稳的物理过程，并分析了界面变形的原因。通过对球形气泡和柱形气泡的实验结果进行对比分析，揭示了Richtmyer-Meshkov不稳定性在界面运动稳定性、旋涡以及湍流形成机理方面的重要作用。本研究不仅有助于深化对激波与流体界面相互作用的理解，也为相关领域的应用提供了重要的实验依据。

关键词：无隔激波管式激波管；Richtmyer-Meshkov不稳定性；流体界面；纹影技术；湍流形成机理

Abstract

In this paper, a diaphragm-free high pressure compartment system is designed to study the Richtmyer-Meshkov instability. The experiment uses the plane shock interaction with the fluid interface of different forms (spherical, cylindrical), with air as the medium of the driving segment and the driven segment. Measure the pressure sensor, and use the delay signal trigger to control the high pressure spark source. In the experiment, the physical process of the interface instability was recorded and the causes of the interface deformation were analyzed. Through the comparative analysis of the experimental results of spherical and cylindrical bubbles, the important role of Richtmyer-Meshkov instability in the motion stability of the interface, vortices and the turbulent formation mechanism is revealed. This study not only helps to deepen the understanding of the interaction between shock and fluid interfaces, but also provides an important experimental basis for applications in related fields.

Key words: no diaphragm type shock tube; Richtmyer-Meshkov instability; fluid interface; shading technology; turbulence formation mechanism