一种用于激波管实验研究的界面生成装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种生成激波管实验中所需的液体薄膜的界面生成装置，包括顶部固定板、底部固定板、活动板和界面附着线，其中顶部固定板和底部固定板相互平行并且距离固定，用于固定整个装置，活动板设置于所述顶部固定板和所述底部固定板之间，顶部固定板的下表面和活动板的上表面上各开有一个槽，两个槽的位置在竖直方向上相互对应，其形状关于水平面对称，用于固定界面附着线，界面附着线用于附着所述液体薄膜，活动板使两个界面附着线相互接触或分离。本实用新型专利技术的整个装置结构简单合理、安装方便，因此能够提高实验效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于流体力学
，具体涉及一种用于激波管实验研究的界面生成装置。
技术介绍
当性质不同的两层流体之间的界面受到激波冲击作用时，界面上的扰动会不断增长，形成Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性。该现象的研究具有重要的工程应用和学术研究价值，涉及惯性约束核聚变、尖端武器、航天发动机、天体物理、湍流等诸多研究领域。开展激波管实验是研究RM不稳定性的重要方法，其中界面生成方法一直以来都是影响实验精度的关键技术之一。目前，间断面类型的界面通常采用硝化纤维膜方法形成，该方法首先将硝化纤维溶液洒在水面，待溶液中的有机溶剂挥发以后，水面上便会形成一层薄 膜，用模具将薄膜取出并烘干以后，薄膜便会保持为模具的形状并可进一步用于实验研究。硝化纤维膜最初用于RM不稳定性研究至今已达30年的历史(参见Meshkov EE(1969),Instability of the interface of two gases accelerated by a shock wave,Fluid Dyn4:101-404),随着实验技术的整体提高，这种界面生成方法也表现出一些不足，例如该方法操作繁琐，所需附加设备多，而且配制溶液，烘干等过程导致实验周期较长。需要注意的问题是硝化纤维膜经历了激波冲击以后，所形成的固体薄膜碎片会跟随流场一起运动，吸收界面两侧流场的能量，对流场演化晚期产生影响，降低实验精度。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本技术的目的是提供一种用于激波管实验研究中的界面生成装置，解决目前RM不稳定性实验研究中气体界面生成方法存在的问题，如实验过程繁琐，对流场演化晚期干扰较大等。( 二)技术方案为解决上述技术问题，本技术提出一种界面生成装置，用于生成激波管实验中所需的液体薄膜，包括顶部固定板、底部固定板、活动板和界面附着线，其中所述顶部固定板和底部固定板相互平行并且距离固定，用于固定整个装置，所述活动板设置于所述顶部固定板和所述底部固定板之间，并与所述顶部固定板和所述底部固定板平行；所述顶部固定板的下表面和活动板的上表面上各设有一个槽，所述两个槽的位置在竖直方向上相互对应，其形状关于水平面对称，用于固定所述界面附着线，所述界面附着线用于附着所述液体薄膜，所述活动板用于使顶部固定板的下表面和活动板的上表面的所述槽中固定的界面附着线相互接触或分离。根据本技术的一种优选实施方式，所述顶部固定板上开设有注入孔，所述注入孔的中心位于所述槽的中心线上，用于将该顶部固定板的下表面上的槽与该顶部固定板的上部空间连通，以向所述槽中注入形成所述液体薄膜的液体。根据本技术的一种优选实施方式，所述顶部固定板和所述活动板中槽的宽度大于所述界面附着线的宽度，所述槽的深度大于所述界面附着线的高度。根据本技术的一种优选实施方式，所述槽的中心线的形状与所述界面附着线的形状相同。根据本技术的一种优选实施方式，所述活动板的下表面与一个滑动杆固定连接，使得所述活动板能够在所述滑动杆的带动下沿着所述滑动杆的轴向进行滑动。根据本技术的一种优选实施方式，所述活动板的下表面开设有与所述滑动杆相对应的沉孔，通过所述沉孔将该滑动杆固定于活动板。根据本技术的一种优选实施方式，在所述底部固定板的与所述滑动杆的对应的位置开有通孔，以便滑动杆可以穿过所述通孔而沿其轴向自由滑动。·根据本技术的一种优选实施方式，所述滑动杆的位于所述底部固定板的下方的位置处连接有锁紧装置，该锁紧装置能够将所述滑动杆相对于所述底部固定板锁紧。根据本技术的一种优选实施方式，所述界面生成装置安装于一个激波管实验段的矩形窗中，所述顶部固定板和所述底部固定板位于激波管实验段的矩形窗中激波首先达到的一端。根据本技术的一种优选实施方式，形成所述液体薄膜的液体为肥皂水。(三)有益效果与现有技术相比，本技术具有如下有益技术效果I、本技术的界面生成装置的结构简单，设置合理，并且安装方便，因此能够提高实验效率。2、本技术利用液体薄膜的形状依赖于其边界的特性，通过改变液体薄膜边界的类型即可调节液体薄膜的形状，所形成的界面便于数学建模，为相关流体力学不稳定性的理论研究与数值模拟工作提供新的思路与实验数据支持。3、本技术利用液体薄膜在激波冲击作用下形成的液滴对流场干扰小的特性，将其用于RM不稳定性实验研究，既能够保证间断面类型的气体界面形成，又降低了实验过程中流场的能量损耗，利于提高实验精度。附图说明图I是本技术的用于激波管实验研究的界面生成装置的第一个实施例的结构示意图；图2是本技术的用于激波管实验研究的界面生成装置在激波管中的安装位置不意图；图3是图2的A-A剖视图；图4是本技术的用于激波管实验研究的界面生成装置的第二个实施例的结构示意图；图5是本技术的用于激波管实验研究的界面生成装置的第三个实施例的结构示意图；图6是本技术的用于激波管实验研究的界面生成装置的第四个实施例的结构示意图；图7是本技术的用于激波管实验研究的界面生成装置的第五个实施例的结构示意图。具体实施方式以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述。图I是本技术的用于激波管实验研究的界面生成装置的第一个实施例的结构示意图。如图I所示，本技术的用于激波管实验研究的界面生成装置包括顶部固定板I、活动板2、底部固定板3、界面附着线6、滑动杆4和锁紧装置7。顶部固定板I和底部固定板3相互平行,用于固定整个装置。顶部固定板I与底部固定板3之间的距离固定，其间距为激波管实验段8的截面高度，形状为矩形，宽度至少小于激波管实验段8的矩形窗的长度的一半，长度至少大于激波管实验段8的矩形窗的宽度。在本实施例中，顶部固定板I和底部固定板3的材料优选为透明材料，例如有机玻璃，其间距为20mm,宽度为55. 5mm,长度为151mm。此外,顶部固定板I和底部固定板3的局部结构及尺寸可以根据激波管的具体结构及尺寸进行调整，以适应不同实际情况的需要。活动板2设置于顶部固定板I和底部固定板3之间，并与其平行。顶部固定板I的下表面和活动板2的上表面上各设有一个槽，两个槽的位置在竖直方向上对应，形状关于水平面对称，所述两个槽均用于固定界面附着线6。顶部固定板I和活动板2中槽的宽度至少大于界面附着线6的宽度,其差值最好为O. 5 2mm,例如其为I 4mm,槽的深度至少大于界面附着线6在槽中的高度,其差值最好为I 5mm,槽的长度至少大于截面附着线6的长度，其差值最好为O. I 1_，槽的中心线形状和界面附着线的形状相同，可以为直线、正弦形、圆形、椭圆形、正方形或三角形等。界面附着线6用于使激波管实验所需的液体薄膜附着在已知形状的边界上。在本实施例中是一种肥皂膜附着线，其用于使肥皂膜附着在界面附着线6上，使得肥皂膜边界的形状与界面附着线6的形状相同。但本技术并不限于此，界面附着线6也可以用于附着其它成分的液体薄膜。通过粘接方式将一根界面附着线6的一个侧面固定于顶部固定板I的下表面的槽的侧壁上，将另一根界面附着线6的相对应的侧面固定于活动板2的上表面的槽的相对应的侧壁上。两根界面附着线的宽度为O. 5 1mm，高度为2 4mm。在图I所示的实施例中，界面附着本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种界面生成装置，用于生成激波管实验中所需的液体薄膜，其特征在于，包括顶部固定板(1)、底部固定板(3)、活动板(2)和界面附着线，其中所述顶部固定板(1)和底部固定板(3)相互平行并且距离固定，用于固定整个装置，所述活动板(2)设置于所述顶部固定板(1)和所述底部固定板(3)之间，并与所述顶部固定板(1)和所述底部固定板(3)平行；所述顶部固定板(1)的下表面和活动板(2)的上表面上各设有一个槽，所述两个槽的位置在竖直方向上相互对应，其形状关于水平面对称，用于固定所述界面附着线(6)，所述界面附着线(6)用于附着所述液体薄膜，所述活动板(2)用于使顶部固定板(1)的下表面和活动板(2)的上表面的所述槽中固定的界面附着线(6)相互接触或分离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王显圣，罗喜胜，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：实用新型
国别省市：