【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光测量，特别是涉及一种激光聚变内爆冲击波速度与冲击波波形同时诊断方法领域。
技术介绍
1、在激光聚变中，内爆压缩可使物质与能量汇聚，从而达到高温高压的聚变反应条件，也用于极端条件下的高能量密度物理、天体物理、流体力学、高压状态方程等基础科学研究。相同驱动能量条件下，越接近球形、等熵的压缩，压缩效率越高，越能产生更高的温度和压强。由于驱动条件、吸收效率、靶构型等原因，内爆过程往往是非对称的。内爆冲击波特性对内爆性能影响极其深刻，预脉冲加载强度偏离预期，会影响内爆熵增，导致无法达到预期的压缩效果；加载不对称，会影响早期壳层加速的流体行为，导致内爆效率下降。通常使用任意反射面速度干涉仪(visar)作为冲击波探测的工具。在visar中，从冲击波阵面反射回的探针光由于光学多普勒效应频率发生改变，被成像系统收集后进入干涉仪，频率信息以干涉条纹的形式输出到条纹相机上；条纹相机扫描视场中的光强变化，并转接到检测器(一般为ccd)上进行记录，通过读取记录图样中的条纹移动可以得到冲击波的速度信息。近年来，广角visar技术被提出，在内爆腔体中设置转接反射镜后，实现了探测界面和visar探针光路的转接，表观上将3维球面的内爆冲击压缩转换成2维的平面压缩过程并记录，解决了传统冲击波探测由于取样局限难以用于3维对称性诊断的问题，为汇聚型流体力学诊断提供了新方法。目前广角visar技术主要关注高度对称的球面内爆压缩过程。
2、现有技术缺点：一旦冲击波在形成与发展过程中出现波形不规则变化，即冲击波波面发生倾斜时，visar成像系
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种激光聚变内爆冲击波速度与冲击波波形同时诊断方法，能够解决冲击波在形成与发展过程中出现波形不规则变化，即冲击波波面发生倾斜时，visar成像系统将难以获得探针光信号，无法测量冲击波波速度与位形的问题。
2、一种激光聚变内爆冲击波速度与冲击波波形同时诊断方法，包括多面型旋转体反射镜和visar成像系统，其关键在于，包括以下步骤：
3、步骤1：根据冲击波形状变化范围，将转接反射镜分为n个区域；
4、步骤2：根据椭球镜方程构建多面型旋转体反射镜；
5、步骤21：计算冲击波切面未发生倾斜时的椭球镜方程；
6、步骤22：计算冲击波切面逆时针旋转α时的椭球镜方程；
7、步骤23：计算冲击波切面顺时针旋转β时的椭球镜方程；
8、步骤3：将转接反射镜替换为所述多面型旋转体反射镜，条纹相机获取同一位置倾斜不同角度的冲击波探针光通过所述多面型旋转体反射镜反射的探针光线，并在条纹相机狭缝不同区域对应成像；
9、步骤4：解析条纹相机狭缝形成的干涉条纹，实现冲击波的速度和波形同时诊断。
10、根据所述步骤可以量身构建用于诊断某一冲击波的多面型旋转体反射镜，使用该面型旋转体反射镜可以诊断同一位置但倾斜角度不同的冲击波，解决冲击波冲击波波面发生倾斜时，visar成像系统将难以获得探针光信号，无法测量冲击波波速度与波形的问题。
11、所述冲击波切面未发生倾斜时的椭球镜方程以内爆腔体球心为坐标原点，其公式为，
12、
13、其中，k0为探针光焦点到内爆腔体球心的距离，m0为常数；
14、所述m0的计算公式为，
15、
16、其中，θ为探针光焦点到内爆腔体球心连线与内爆腔体球心到内爆腔体反射点连线的夹角，为第一探针光线与探针光焦点到内爆腔体球心连线的夹角。
17、或者根据构建同轴多面椭球方法，计算所述冲击波切面逆时针旋转α时的椭球镜方程和所述冲击波切面顺时针旋转β时的椭球镜方程；
18、所述冲击波切面逆时针旋转α时的椭球镜方程以o’点为坐标原点，其公式为，
19、
20、其中，o’点是冲击波切面逆时针旋转α时的倾斜冲击波切面的垂线与x轴相交点，k1为探针光焦点到o’的距离，m1为常数；
21、所述k1的计算公式为，
22、
23、其中，r为内爆腔体的半径，θ为探针光焦点到内爆腔体球心连线与内爆腔体球心到内爆腔体反射点连线的夹角，α为冲击波切面逆时针旋转角度；
24、所述m1的计算公式为，
25、
26、其中，θ1为探针光焦点到坐标原点o’的连线与坐标原点o’到内爆腔体反射点的连线的夹角，为第二探针光线与探针光焦点到坐标原点o’的连线的夹角，δ1为第一探针光线与第二探针光线的夹角，所述第二探针光线相较于第一探针光线发生左倾斜，θ为探针光焦点到内爆腔体球心连线与内爆腔体球心到内爆腔体反射点连线的夹角，为第一探针光线与探针光焦点到内爆腔体球心连线的夹角；
27、所述冲击波切面顺时针旋转β时的椭球镜方程以o”点为坐标原点，其公式为，
28、
29、其中，o”点是冲击波切面顺时针旋转β时的倾斜冲击波切面的垂线与x轴相交点，k2为探针光焦点到o”的距离，m2为常数；
30、所述k2的计算公式为，
31、
32、其中，r为内爆腔体的半径，θ为探针光焦点到内爆腔体球心连线与内爆腔体球心到内爆腔体反射点连线的夹角，β为冲击波切面顺时针旋转角度；
33、所述m2的计算公式为，
34、
35、其中，θ2为探针光焦点到坐标原点o”的连线与坐标原点o”到内爆腔体反射点的连线的夹角，为第三探针光线与探针光焦点到坐标原点o”的连线的夹角，δ2为第一探针光线与第三探针光线的夹角，所述第三探针光线相较于第一探针光线发生右倾斜，θ为探针光焦点到内爆腔体球心连线与内爆腔体球心到内爆腔体反射点连线的夹角，为第一探针光线与探针光焦点到内爆腔体球心连线的夹角。
36、或者根据构建共焦多面椭球方法，计算所述冲击波切面逆时针旋转α时的椭球镜方程和所述冲击波切面顺时针旋转β时的椭球镜方程。
37、所述冲击波切面逆时针旋转α时的椭球镜方程以o”’点为坐标原点，其公式为，
38、
39、其中，确定一o”’点，使得内爆腔体球心到探针光焦点的连线与探针光焦点到o”’点的连线夹角等于α，k3为探针光焦点到o”’的距离，m3为常数；
40、所述k3的计算公式为，
41、
42、其中，r为内爆腔体的半径，θ为探针光焦点到内爆腔体球心连线与内爆腔体球心到内爆腔体反射点连线的夹角，α为冲击波切面逆时针旋转角度；
43、所述m3的计算公式为，
44、
45、其中，θ3为探针光焦点到坐标原点o”’的连线与坐标原点o”’与内爆腔体反射点的连线的夹角，为第四探针光线与探针光焦点到坐标原点o”’的连线的夹角，δ3为第一探针光线与第四探针光线的夹角，所述第四探针光线相较于第一探针光线发生左本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光聚变内爆冲击波速度与冲击波波形同时诊断方法，包括多面型旋转体反射镜(4)和VISAR成像系统(3)，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述激光聚变内爆冲击波速度与冲击波波形同时诊断方法，其特征在于，所述冲击波切面未发生倾斜时的椭球镜方程以内爆腔体球心为坐标原点，其公式为，
3.根据权利要求2所述激光聚变内爆冲击波速度与冲击波波形同时诊断方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述激光聚变内爆冲击波速度与冲击波波形同时诊断方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种激光聚变内爆冲击波速度与冲击波波形同时诊断方法，包括多面型旋转体反射镜(4)和visar成像系统(3)，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述激光聚变内爆冲击波速度与冲击波波形同时诊断方法，其特征在于，所述冲击波切面未...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴宇际，陈旭丹，张青，王涛，余文力，蔡星会，卢江仁，王峰，理玉龙，关赞洋，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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