【技术实现步骤摘要】
本申请涉及流体力学领域，特别是涉及一种激波实验系统。
技术介绍
1、强激波技术是流体力学领域中的一种重要组成部分，其在流体力学领域中的研究涉及了多个重要方面，包括惯性约束核聚变、超燃冲压发电机和超新星爆发等。以下是一些强激波在流体力学领域中的研究方向：
2、惯性约束核聚变（icf）是一种核聚变方法，它采用强大的激光或粒子束，将小的氢同位素核（如氘和氚）压缩到高温、高密度的条件下，以促使核融合反应发生。这个过程产生巨大的能量，并有潜力作为清洁的、可持续的能源来源。在点火过程中由于界面不平整性及热传导非均匀性等问题，会产生由强激波诱发的界面不稳定性，如rm及rt不稳定性，从而降低能量增益甚至导致点火失败。为了克服流体力学不稳定性，研究者需要设计和优化压缩和聚焦系统，以确保高度均匀和稳定的压缩，以及在热点中实现所需的温度和密度条件。本申请的技术方案可以开展强激波诱导的rm不稳定性实验研究。
3、超燃冲压发动机（scramjet）是一种用于高速飞行器的引擎，其工作原理涉及气流压缩和燃烧。其中激波反射与燃料掺混是关键的工作原理，用于有效实现燃料的混合和点火。当空气进入scramjet发动机时，其速度超过声速，因此产生了激波。这些激波用于有效地减缓和压缩进入发动机的空气。激波在scramjet中反射，将气流引导到燃烧室中。这一过程有助于提高气流的压缩比和温度。在燃烧室中，燃料（通常是氢气或其他氢气同位素）通过喷嘴被引入。同时，通过激波反射和压缩，气流被有效地混合到燃料中。混合的气体和燃料在高温和高压条件下被点火，触发
4、超新星是宇宙中爆发最明亮和瞬时的天体事件之一。它们发生在恒星的末期，当恒星内核无法支持自身的引力而崩溃时，会爆炸并释放巨大的能量。当恒星内核坍缩时，其外层物质被推出，并形成一个初始的球形发散激波。这被称为反冲激波，它向外传播并将外层物质推向太空。爆炸过程中产生的能量在星际空间中向外传播，推动物质和气体形成一个扩散的激波前进。这个激波前进的速度可以相当高，通常是恒星表面的几千公里每秒。激波波前压缩和加热周围的星际介质，导致气体温度升高并在物质前方形成明亮的激波壳。这个激波壳中的气体非常炽热，发射出x射线和射电波等辐射。
5、本申请的技术背景焦点包括rm不稳定性及其引发的湍流混合现象，主要通过激波界面实验研究上述现象，这些研究成果将为激波动力学、激波边界层干扰等多个与激波相关的领域提供有用的信息。为了解决这些领域的问题，着重提高入射激波的强度和质量至关重要。传统方法通过提高驱动段压力来实现激波强度的提高，但已经接近了物理极限。因此还需要考虑通过汇聚激波的方式实现激波强度的提高。
6、目前虽然存在一些对激波汇聚方式的理论研究，但是这些理论研究未落实在实际的激波实验系统中，因此，目前还缺乏能够完备且有效地实现激波界面实验的激波实验系统。
技术实现思路
1、在本实施例中提供了一种激波实验系统，以解决目前还缺乏能够完备且有效地实现激波界面实验的激波实验系统的问题。
2、第一个方面，在本专利技术中提供了一种激波实验系统，其包括：激波驱动结构、激波稳定结构、激波变型线结构和激波实验结构；所述激波驱动结构包括依次同轴连接的第一高压管道、第二高压管道和低压管道，所述第一高压管道、所述第二高压管道和所述低压管道的截面均为圆形；所述激波稳定结构包括与所述低压管道同轴设置的矩形管道，所述矩形管道通过转换管道与所述低压管道连接；所述激波变型线结构包括第一汇聚管道，所述第一汇聚管道与所述矩形管道同轴连接，所述第一汇聚管道的截面为矩形；所述激波实验结构与所述第一汇聚管道同轴连接。
3、在其中的一些实施例中，激波实验系统还包括充放气管路；所述第一高压管道与所述第二高压管道通过第一膜片隔离，所述第二高压管道与所述低压管道通过第二膜片隔离；所述第一高压管道和所述第二高压管道内设置有压力检测装置；所述充放气管路具有进气端、出气端、第一连接端和第二连接端；所述进气端用于连接气源，所述第一连接端连接所述第一高压管道，所述第二连接端用于连接第二高压管道；所述进气端、所述出气端、所述第一连接端和所述第二连接端的内部均设置有气阀。
4、在其中的一些实施例中，所述激波稳定结构还包括：激波检测组件；所述激波检测组件包括第一传感器直线阵列和第二传感器直线阵列，所述第一传感器直线阵列包括至少三个传感器，所述第二传感器直线阵列包括至少两个传感器；所述第一传感器直线阵列和所述第二传感器直线阵列均固定安装于所述矩形管道的内部，所述第一传感器直线阵列沿所述矩形管道的轴向分布，所述第二传感器直线阵列垂直于所述第一传感器直线阵列。
5、在其中的一些实施例中，所述激波检测组件还包括长轴状的安装套件，所述安装套件中部设置有沿自身轴向分布的安装孔，所述传感器安装在所述安装孔内，且所述传感器的检测端与所述安装套件的内端壁平齐；所述矩形管道的侧壁上设有安装接口，所述安装套件安装在所述安装接口内，且所述安装套件的内端壁与所述矩形管道的内壁平齐。
6、在其中的一些实施例中，所述第一汇聚管道包括在所述第一方向上对称分布的两个第一汇聚侧壁，每个所述第一汇聚侧壁包括输入收缩部、汇聚部和输出收缩部；在第一平面上，两个所述第一汇聚侧壁的汇聚部之间的夹角为第一目标角度，两个所述第一汇聚侧壁的输入收缩部之间的夹角由0°逐渐增大至所述第一目标角度，两个所述第一汇聚侧壁的输出收缩部之间的夹角由所述第一目标角度逐渐减小至0°；其中，所述第一平面覆盖所述第一汇聚管道的轴线且平行于所述第一方向；所述第一目标角度的范围为4°-8°。
7、在其中的一些实施例中，所述激波变型线结构还包括与所述第一汇聚管道同轴连接的第二汇聚管道，所述第二汇聚管道的输入口尺寸与所述第一汇聚管道的输出口尺寸相同，所述第二汇聚管道用于对激波在第二方向上的尺寸进行收缩，所述第二汇聚管道包括在所述第二方向上对称分布的两个第二汇聚侧壁，每个所述第二汇聚侧壁包括输入收缩部、汇聚部和输出收缩部；在第二平面上，两个所述第二汇聚侧壁的汇聚部之间的夹角为第二目标角度，两个所述第二汇聚侧壁的输入收缩部之间的夹角由0°逐渐增大至所述第二目标角度，两个所述第二汇聚侧壁的输出收缩部之间的夹角由所述第二目标角度逐渐减小至0°；其中，所述第二平面覆盖所述第二汇聚管道的轴线且平行于所述第二方向；所述第二目标角度的范围为4°-8°，所述第一方向和所述第二方向垂直。
8、在其中的一些实施例中，所述激波变型线结构还包括与所述第一汇聚管道同轴连接的发散管道，所述发散管道用于对激波在第三方向上的尺寸进行扩展，所述发散管道包括在所述第三方向上对称分布的两个发散侧壁，每个所述发散侧壁包括输入扩展部、发散部和输出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激波实验系统，其特征在于，包括：激波驱动结构、激波稳定结构、激波变型线结构和激波实验结构；
2.根据权利要求1所述的激波实验系统，其特征在于，还包括充放气管路；
3.根据权利要求1所述的激波实验系统，其特征在于，所述激波稳定结构还包括：激波检测组件；
4.根据权利要求3所述的激波实验系统，其特征在于，所述激波检测组件还包括长轴状的安装套件，所述安装套件中部设置有沿自身轴向分布的安装孔，所述传感器安装在所述安装孔内，且所述传感器的检测端与所述安装套件的内端壁平齐；
5.根据权利要求1所述的激波实验系统，其特征在于，所述第一汇聚管道包括在第一方向上对称分布的两个第一汇聚侧壁，每个所述第一汇聚侧壁包括输入收缩部、汇聚部和输出收缩部；
6.根据权利要求5所述的激波实验系统，其特征在于，所述激波变型线结构还包括与所述第一汇聚管道同轴连接的第二汇聚管道，所述第二汇聚管道的输入口尺寸与所述第一汇聚管道的输出口尺寸相同，所述第二汇聚管道用于对激波在第二方向上的尺寸进行收缩，所述第二汇聚管道包括在所述第二方向上对称分布的两个第二汇
7.根据权利要求5所述的激波实验系统，其特征在于，所述激波变型线结构还包括与所述第一汇聚管道同轴连接的发散管道，所述发散管道用于对激波在第三方向上的尺寸进行扩展，所述发散管道包括在所述第三方向上对称分布的两个发散侧壁，每个所述发散侧壁包括输入扩展部、发散部和输出扩展部；
8.根据权利要求5所述的激波实验系统，其特征在于，所述激波实验结构包括壳体和实验组件，所述壳体的内部固定设置有两块平行且对称的第一玻璃板，两块所述第一玻璃板与所述壳体内壁之间形成空腔；
9.根据权利要求8所述的激波实验系统，其特征在于，所述实验组件包括与所述安装口相匹配的封板，所述封板的一侧固定设置有两个对称的U型套；
10.根据权利要求8所述的激波实验系统，其特征在于，所述壳体与所述激波变型线结构的外壳之间通过连接组件相连接；
...【技术特征摘要】
1.一种激波实验系统，其特征在于，包括：激波驱动结构、激波稳定结构、激波变型线结构和激波实验结构；
2.根据权利要求1所述的激波实验系统，其特征在于，还包括充放气管路；
3.根据权利要求1所述的激波实验系统，其特征在于，所述激波稳定结构还包括：激波检测组件；
4.根据权利要求3所述的激波实验系统，其特征在于，所述激波检测组件还包括长轴状的安装套件，所述安装套件中部设置有沿自身轴向分布的安装孔，所述传感器安装在所述安装孔内，且所述传感器的检测端与所述安装套件的内端壁平齐；
5.根据权利要求1所述的激波实验系统，其特征在于，所述第一汇聚管道包括在第一方向上对称分布的两个第一汇聚侧壁，每个所述第一汇聚侧壁包括输入收缩部、汇聚部和输出收缩部；
6.根据权利要求5所述的激波实验系统，其特征在于，所述激波变型线结构还包括与所述第一汇聚管道同轴连接的第二汇聚管道，所述第二汇聚管道的输入口尺寸与所述第一汇聚管道的输出口尺寸相同，所述第二汇聚管道用于对...
【专利技术属性】
技术研发人员：司廷，蔡炜，蒋帅帅，王何，罗喜胜，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。