激波冲击锯齿形界面的气泡竞争实验研究

通过实验在激波管中研究了平面激波冲击锯齿形界面的流动不稳定性演化过程,重点关注锯齿形界面初始顶角角度对气泡竞争的影响。利用肥皂膜技术生成初始气体界面,并采用高速摄影结合纹影方法对波后流场进行观测。结果表明:在界面发展早期,大、小界面几乎独立发展,说明气泡竞争在早期不起作用;随着时间发展,气泡竞争起作用,且随着锯齿形界面角度改变而变化,角度越小,界面上产生的斜压涡量越大,界面发展越快,气泡竞争越早出现且作用越显著。气泡竞争能够促进大气泡、抑制小气泡的振幅增长,且对小气泡的影响更大。气泡竞争同时会导致尖钉结构扭曲,进而改变界面总体振幅。气泡头部位移差在进入非线性增长之前会经历两个线性阶段,且第二个线性增长率较小,表明非线性效应在该阶段具有重要作用,大气泡受到非线性效应的影响更大。不同条件下的气泡位移差无法归一化,说明初始顶角角度对气泡竞争和界面演化具有重要影响。

不同裂缝条件下斯通利波幅度衰减实验

为了定量确定裂缝宽度、倾角、延伸长度及填充物等不同因素对斯通利波幅度衰减的影响,将原先岩心样品固定、中部钻孔移动探头的激波管斯通利波测量方法,改进为岩心样品不钻孔垂直升降、沿激波管管壁固定分置多探头的测量方法进行实验分析。通过对斯通利波信号进行时间校正和幅度校正,有效改善了斯通利波首波信噪比,提高了测量精度。同时,利用全直径碳酸盐岩岩心,针对此测量方法加工了21组裂缝参数相异(裂缝宽度为毫米级)的岩心模型,并定义相对幅度表征斯通利波衰减。实验结果表明,斯通利波相对幅度随裂缝宽度增加呈指数衰减、随裂缝倾角增加线性降低、随裂缝深度增大呈指数衰减、随填充物渗透率增加而降低。在上述4种情况中,裂缝宽度对斯通利波幅度衰减的影响最大,其次是裂缝延伸长度和填充物渗透率,最后是裂缝倾角。

强激波阵面的非平衡结构研究

利用测量强激波波后N2^＋第一负系（0，0）带和（1，2）带的辐射，对强激波后振动温度历程的测量过程进行了探索，并利用Langmuir探针技术，在低密度激波管中对强激波后电子数密度历程进行了测量。测量和计算结果进行了对比。结果表明：N2^＋B^2∑u^＋态的激发比振动能的激发更快；实验测得的振动温度有明显的周期性振荡；在激波速度7．65～7．85km／s、P1=1．33Pa、实验段内径0．8m下，实验有效时间只有约6．5μs，实验中的电子数密度不能达到峰值。在约10倍波前自由程的实验有效区域内，电子数密度的测量值与计算值吻合很好。

激波诱导双层气柱演化的偏心效应研究

实验与数值研究了平面激波诱导下双层气柱的演化规律.利用肥皂膜技术生成了3种双层气柱,通过固定内、外层气柱半径,改变内层气柱在流向方向上的位置,研究了双层气柱偏心效应对流场演化的影响.结果表明,当内层气柱向上游偏移时,外层气柱的上游界面在后期会产生朝向上游的“射流”;当内层气柱向下游偏移时,下游两道界面会较早地耦合在一起.获得了内、外层气柱上游界面的线性速度,发现压力等因素对内、外层气柱上游界面分别有抑制和促进作用,且作用大小与偏心程度密切相关.稀疏波的作用会明显改变外层气柱上游界面的运动行为,使其线性运动阶段延长或缩短.外层气柱的宽度在偏心时均被促进,高度随着内层气柱靠近下游逐渐减小;内层气柱向上游偏移时,其自身的宽度被抑制,但高度没有明显变化.对双层气柱的界面面积和平均体积分数的定量分析表明内层气柱向上游偏移时会促进物质混合.获得了环量随时间的变化规律,发现在演化早期双层气柱的环量可以通过已有模型的线性叠加得到较好的预测.

冲击波测试系统低频特性与补偿方法研究

为提高冲击波超压峰值的测量精度,多数学者把重点集中在系统高频特性研究上,以拓宽带宽的方式提高峰值测试的准确性。冲击波另外两个主要参数正压作用时间、比冲量却和测试系统的低频特性息息相关。针对实爆中出现的不同传感器正压作用时间差异较大的问题,对冲击波信号进行了边际谱分析,获得了信号的低频特性。建立了一阶参数模型来表征低频特性,通过激波管试验数据获取了7种系统的低频模型参数。采用零极点配置法设计了低频补偿模型。结果表明:冲击波测试系统低频特性严重影响冲击波信号正压作用时间测试准确性,基于低频特性补偿的数据处理方法可以有效的提高冲击波信号正压作用时间、比冲量地测试精度。

新型薄膜式压力传感器的参数设计

利用待测压力与薄膜加速度之间的正比例关系来获取冲击波反射超压峰值的新型测量方法已经得到初步实验验证,该方法具有无需标定、制作简单、成本低廉、测量精度高等优点。为优选薄膜式压力传感器的主要参数,并获取压力测量的不确定度,开展了数值模拟,分析了薄膜厚度、待测压力、拟合参数等因素对压力测量的影响。对薄膜的位移或速度信号进行了拟合处理,获得了冲击起始时刻薄膜的加速度,进而得到了待测压力峰值;将获得的压力与标准压力进行比对,得到了拟合时长、拟合多项式阶次、薄膜厚度等因素的优选值,并获得了薄膜式压力传感器的主要技术指标。另外,开展了激波管比对实验,验证了数值模拟的相关结论。

反射激波与边界层相互作用引起弱点火和强点火的数值研究

在激波管实验中,反射激波与边界层的相互作用会导致激波分义和弱点火.在激波管实验中,弱点火会严重影响点火延迟时间的测量.在考虑详细的化学和输运效应下,本文通过二维数值模拟研究反射激波后的激波分岔和非均匀点火,以解释反射激波和边界层相互作用引发激波分岔的形成机理,并研究氢和二甲醚的弱点火及其向强点火的转变.研究发现入射激波在端壁的非均匀反射会在壁面产生一个楔形斜激波脚.楔形结构导致反射激波和边界层之间的强烈相互作用,从而导致激波分岔.结果表明分叉激波底部的局部高温点产生于黏性耗散和压力功.随着反射后激波温度的升高,在化学计量氢/氧混合物中观察到从弱点火到强点火的转变.通过引入点火延迟时间对反射后激波温度的相对灵敏度,可以表征反射激波后弱点火出现.与氢/氧混合物不同,在二甲醚/氧混合物中未观察到弱点火现象,因为其具有相对较长的点火延迟时间和较小的相对灵敏度.

驰骋在世界创伤医学讲坛——王正国教授

王正国,1935年出生在福建漳州。1956年毕业于中国医科大学,任军事医学科学院野战外科研究所实习研究员。1963年,晋升为助理研究员。他从1970年起,即主持"冲击伤"的研究。于1983年编著出版了《冲击伤》一书,这是世界上第一部系统阐述冲击波致伤效应机理、发生情况、诊断救治和防护方法的专著。王正国又与中国科学院力学研究所合作,于1988年建成了我国第一、世界第二的生物激波管实验室。他又领导完成了在国际上属首创的大、中。