透射式高速纹影系统

阐述了透射式高速纹影系统的成像原理、组成、成像特点及系统的主要参数．用研制的透射式高速纹影系统观察了高压下自由面微物质喷射和爆炸过程中冲击波阵面等精细结构的运动发展过程。     

冷激波灭火系统中激波对灭火效果和周边环境的影响

为了评估冷激波灭火弹爆炸后形成的激波对灭火效果和周边环境的影响,建立了一套纹影实验装置。通过纹影实验,观察了小尺寸下不同灭火介质爆炸抛撒后激波的形成和传播,并推算了冷激波灭火弹爆炸后油盆边缘附近的波后质点速度。观察发现,水基灭火介质爆炸抛撒后没有形成激波;而粉基灭火介质尽管爆炸抛撒后形成激波,但在油盆边缘附近激波强度较弱,波后质点速度小。与介质抛撒引起的可燃气体介质运动相比,激波对加快可燃气体介质运动的影响可以忽略。最后,通过高速摄影实验验证了激波对灭火效果的影响是可以忽略的。因此,冷激波系统中,激波对灭火效果和周边环境的影响是可以忽略的。     

用于高速摄影的脉冲光源——闪光仪简介

高速摄影闪光仪是某些高速摄影测试过程中配备的一种专用设备,起到外加光源的作用。它能代替炸药平面透镜作为外加光源。本文将介绍一种能与高速相机配套的脉冲光源装置－－高速摄影闪光仪。     

平面激波加载下砂墙结构的冲击响应特性

砂墙结构在爆炸安全防护领域具有广泛应用,为了研究激波加载下砂墙结构的冲击响应特性,基于水平激波管实验装置,开展平面激波冲击砂墙结构系列实验,采用高速纹影摄像系统捕捉流场中激波波系的演化过程和砂墙结构的运动过程。入射激波马赫数为1.827~2.413,相应入射激波载荷强度为0.378~0.724 MPa。砂墙结构利用铁砂、矾土、石英砂3种实验用砂制备,所制备砂墙结构孔隙度分别为56.6%、69.3%、56.6%。高速纹影照片显示:平面激波冲击砂墙结构发生反射和透射,伴随入射激波和透射激波的传播,在百微秒内,砂墙未产生显著运动,表现出显著的类固体动力学响应特性。基于冲击理论,确定了铁砂墙、矾土砂墙、石英砂墙的线性冲击关系,冲击关系中线性常数λ值量级为100,根据凝聚介质实用状态方程推断:较低强度载荷冲击作用下,砂墙主要产生体积变形,而由冲击引起的热能效应则可以忽略。     

球面激波在固壁的马赫反射

本文对金属丝电爆炸产生球面激波在固壁上的马赫反射作了研究。由高速纹影摄影系统将反射图像拍摄下来,从而测量出马赫杆在壁面的马赫数,进而得到超压以及三波点迹线,实验结果与我们的数值计算结果作了比较,二者比较吻合。     

瓦斯爆燃火焰内部流场分形特性研究

通过高速纹影图像从细观角度详细研究了瓦斯爆燃火焰内部流场的细微结构。实验表明 :火焰内部流场具有明显的分形特征 ,且不同传播条件下分形维数不同。分形维数的大小对火焰内部结构与火焰传播有很大影响 ,是衡量瓦斯火焰传播速度的有效参数。     

用激波管研究超音速气固两相流

在激波管里进行了可压缩性气固两相流的实验研究。测量了激波通过颗粒群时的压力的衰减过程。用纹影仪拍摄了激波与颗粒群相互干涉的照片。试验了颗粒群的不同构造对压力衰减的影响。指出了激波反射、聚焦等非线性气动因素是可压缩性气固两相流的关键问题。     

评价炸药安全性能的苏珊试验

苏珊试验是测量炸药撞击感度的一种射弹试验。将炸药装入壳体中,用空气炮或火炮以30～300m/s,甚至更高的速度发射,弹丸约经3.7m,与钢靶相撞。本文简介了试验的基本方法,用氦氖激光器、接收转换器、测时仪构成的光电系统测量弹丸的飞行速度;用红宝石序列脉冲激光器、纹影仪以及等待型转镜扫描相机构成的高速摄影系统拍摄弹丸的着靶姿态以及撞靶后挤压变形直至点火爆炸的全过程;用传感器、电荷放大器、瞬态波形存贮器构成的数据采集系统测量炸药爆炸后形成的空气冲击波超压。试验得到弹丸撞靶速度与相对释放能关系的苏珊感度曲线。本文给出了JO-9159、JOB-9003以及TNT/RDX 40/60等几种炸药的试验结果,对其安全性能作出了初步评价。     

利用纹影仪对亚音速附壁射流的初步研究

利用纹影仪初步研究了射流元件内的亚音速附壁射流.多次用高速摄影机以5000张/秒的速发连续拍摄了射流元件的切换过程. 在纹影技术上,提出了能获得较高灵敏度的隔线新用法. 综合实验结果,描绘了元件切换的物理图案.证实了缓慢切换和快速切换确实有根本差别,特别是指出了快速切换时,流束不仅有“滞留”现象,而且实际上还在该位置作往复摆动;指出了在本文研究的范围内,条件相同时的切换“反应时间”有很大差异的原因主要就在于此. “反应时间”的分散性,不仅有文献报道,而且亦为我们多种实验所证实.据此,本文评价了外国义献计算切换时间的某些假定,并对一些文献中提出的“传输时间”概念,提出了商榷意见.     

激波风洞内超燃冲压发动机三面压缩进气道流场实验观测

主要进行了超燃冲压发动机三面压缩进气道的实验观测。利用来流马赫数4.5的直通式激波风洞,考察了三组具有不同压缩角度的进气道模型内部的流场情况。实验观测手段为油流法、丝线法和高速纹影,同时,辅以数值模拟以有助于流场细节分析。纹影照片展示了进气道内部以激波边界层相互作用为主要影响因素的流场复杂结构,数值模拟也显示了相近的结果。油流技术与丝线法显示了近壁面处的流动图像,照片中可见激波、分离线、再附线等分界线位置。根据实验结果,可以推测唇口激波与进气道内边界层的相互作用及其引起的壁面分离是影响进气道内流动的主要因素。同时,尝试了利用抽吸方法减弱激波与边界层相互作用诱发的壁面流动分离,并取得一定结果。     

炸药爆轰参数的测量

爆轰学的发展是随着实验测量技术的不断发展而发展的。从实验观察结果与理论假设之间的偏差中,促进了爆轰学研究的不断创新。 自Berthlot等人发现爆轰现象已有百多年的历史。一个多世纪以来,测量技术有了很大的提高。当初,人们只能用简单的电探针技术测量爆轰波阵面的传播速度,而现在已发展到用Lagrange量计测量压力剖面和粒子速度剖面。在光测技术方面,最初只能用高速转镜相机观察爆轰波阵面的传播,以后又发展到用纹影技术观察气体爆轰波结构。目前又发展到用激光干涉仪等技术观察凝聚炸药内反应区特性。     

关于起始爆轰波形的测试问题

本文采用电离探针多通道计时仪法,测定了某破甲弹战斗部隔板前主药柱的起爆距离和起始爆轰波形,并且求出了隔板中冲击波的平均传播速度。 用这种方法测定起爆距离和爆轰波形与高速摄影不同,只要计时仪性能稳定,并且具备必要的精度,不但方法简单,而且测试结果准确可靠。     

气相爆轰波绕射流场显示研究

采用基于红宝石激光器（波长694.3 nm）的纹影系统,对气相爆轰波绕射进行了初步的流场显示研究。采用单色激光和合适半带宽（15 nm）的滤光片,有效地消除了爆轰波自发光对流场显示的影响。合理设置激光器同步控制系统的触发延时,得到了序列的爆轰波阵面纹影照片。结果表明:图像清晰地显示了爆轰波阵面的诱导激波、横波及化学反应区。当爆轰波在左尖点处绕射,受稀疏波作用,诱导激波与化学反应区明显分离,导致爆轰波衰减为爆燃。分离的诱导激波和折皱的化学反应区在纹影图上清晰可见。诱导激波在垂直支管右壁面反射,诱导二次起爆。畸变爆轰波在水平和垂直支管中均发生马赫反射。提高初压,爆轰波受分叉口几何属性的影响减小,畸变爆轰波在水平和垂直支管下游较易恢复为自持爆轰波。     

爆轰波透射孔栅形成的高速爆燃波的结构和行为

以实验为主,研究光滑直管中乙炔氧气爆轰波透射孔栅形成的高速爆燃波结构和行为。实验以基于纹影平台的高速转鼓摄影记录孔栅下游近场内初始爆燃波的结构和发展,并以压力传感器跟踪其后继走向。研究发现,高速爆燃波是前驱激波和火焰的组合结构,随着初始压力的提升,它分别表现为紧随于前驱激波的层流和湍流燃烧火焰。入射爆轰胞格尺度小于或与孔栅扰动尺度相当时,湍流燃烧在下游近场迅速形成;层流结构的爆燃波通常无法抵制背景稀疏波而走向衰弱,而湍流燃烧结构可发生加速和向爆轰的转捩;他们之间存在一个不稳定的临界状态,高速爆燃波得以以0.5~0.6倍CJ爆轰速度传播较长距离,这一状态对应于双间断Rankine-Hugoniot关系的等容燃烧解。     

地震纵横波时差耦合作用的斜坡崩滑效应研究

在燃烧室入口来流为Ma=2.64、T0=1483K、P0＝1.65MPa、T=724K、P=76.3kPa条件下,采用高速摄影和连续激光高速纹影对等截面型开窗燃烧室内氢气射流自燃过程、火花塞点燃氢气过程和引导氢气火焰点燃煤油过程进行了观测,获得了燃烧室内着火过程中火焰和流场波系结构的动态演化过程;观察到了初始火焰区首先起始于燃烧室下游,并逆流传播实现发动机着火的过程;分析表明燃料能否着火、以及着火位置与燃料着火时间、燃烧室流速和火焰稳定器安装情况相关,多火焰稳定区延长了燃料驻留时间,使燃料更容易着火。 关键词 超燃冲压发动机,点火过程,火焰传播,火焰稳定器     

模型超燃冲压发动机内着火过程分析

在燃烧室入口来流为Ma=2.64、T0=1483K、P0＝1.65MPa、T=724K、P=76.3kPa条件下,采用高速摄影和连续激光高速纹影对等截面型开窗燃烧室内氢气射流自燃过程、火花塞点燃氢气过程和引导氢气火焰点燃煤油过程进行了观测,获得了燃烧室内着火过程中火焰和流场波系结构的动态演化过程;观察到了初始火焰区首先起始于燃烧室下游,并逆流传播实现发动机着火的过程;分析表明燃料能否着火、以及着火位置与燃料着火时间、燃烧室流速和火焰稳定器安装情况相关,多火焰稳定区延长了燃料驻留时间,使燃料更容易着火。关键词 超燃冲压发动机,点火过程,火焰传播,火焰稳定器      

一个端部开口短管气体爆燃外场火焰传播模型

针对端部开口短管气体爆燃火焰传播问题,通过借鉴Clanet等和Bychkov等提出的火焰传播模型,在假设绝热、不可压缩的条件下,得到了可燃气体分布与火焰锋面传播的数学模型。以汽油蒸气为实验工质,在全透明实验管道上进行了爆燃实验。通过高速摄影及纹影图像,对所提出的模型进行了验证。结果表明,该模型能够较准确地预测长径比4:1至10:1的端部开口短管气体爆燃外场可燃气体界面与火焰锋面位置。上述成果在可燃气防爆安全领域具有一定应用价值。     

单渥拉斯顿稜镜激光差分干涉仪

激光具有高度的时间和空间相干性,如果用它作为光源,可用一块渥拉斯顿稜镜(Wollaston Prism)代替纹影系统中的刀口机构,这样就形成了一台所谓的单渥拉斯顿稜镜(以下简称W稜镜)激光差分干涉仪。根据实验结果,...     

两种不同气体中的高速爆燃波及其向爆轰的转变

对2C2H2 5O2及2C2H2 5O2 80%Ar两种可燃混合气体中的高速爆燃波及其向爆轰的转变过程进行实验研究.高速爆燃波由孔栅干涉爆轰波的方法直接生成,观测手段则以高速转鼓摄影获取孔栅近场流场x-t纹影图,以传感器追踪波面的后继发展.研究发现,两种气体中的爆燃波具有迥异的特性.前者燃烧波面在较低初压条件下为层流结构,而较高初压下为湍流结构,向爆轰转变点可以延伸至下游较长距离;后者在不同初压条件下燃烧波面无明显差异,爆轰的再次形成只能在孔栅下游近场内建立.两种气体中高速爆燃波的维持和爆轰转变过程均非纯粹激波压缩所致,湍流输运在其中起着必不可少的作用.分析显示,激波压缩效应对纯氧炔气体的高速爆燃和DDT贡献较小,湍流输运占主导地位;而氩气稀释气体较为稳定,缺乏自行衍生剧烈湍流燃烧的能力,因而激波压缩和外界扰动对其高速爆燃传播和爆轰转变起十分重要的作用.     

应用于流体力学中的光学方法 1979年Orsay会议文集

应用于流体力学中的光学方法学术会议于1979年11月26—27日在法国Orsay召开。会议主要讨论了利用相干光方法的技术问题,而没有涉及显示技术和图象分析技术方面。有关后面这些方法的问题将另行召开会议讨论。会议除组织学术交流外。还组织了光学仪器和测试设备的展览。按会议原定议程应宣读17篇论文,实际宣读了16篇。本文集共收论文18篇。其中两篇是关于通过脉冲计数器和光子相关进行激光Doppler,测速(ADL)信号处理的问题。四篇是用有干扰(探头)法或无干扰法测量二相流。针对空气动力学应用的课题有四篇报告:用纹影技术和干涉方法,高速测量,尤其是用以上三种方法同时