[发明专利]一种单空泡溃灭与材料边界耦合特性多场测量平台

权利要求书

1.一种单空泡溃灭与材料边界耦合特性多场测量平台，其特征在于，该测量平台包括测试板、实验水箱、电火花发生器、瞬态空泡形态观察系统、瞬态空泡运动场测量系统和结构应力采集系统；

所述测试板设置在实验水箱内部，所述电火花发生器能够在实验水箱内部生成近测试板的单空泡，单空泡与测试板发生相互耦合作用，通过控制电火花发生器的位置来精确控制空泡的初始位置；所述瞬态空泡形态观察系统位于实验水箱外部，所述瞬态空泡形态观察系统利用高速录像观测和图像处理技术对空泡形态的几何尺度进行定性和定量化分析；所述瞬态空泡运动场测量系统利用片光源照亮流场中的示踪粒子并记录图像，对图像序列中的相邻图像进行互相关分析获得瞬态速度矢量场，处理得到速度场与涡量场信息，实现单空泡时间维度上的连续测量；所述结构应力采集系统用于采集测试板上的应力变化，根据测试板壁面动态响应过程，分析不同初始距离下，测试板附近空泡溃灭载荷与测试板壁面形变的相互关系与作用机理。

2.如权利要求1所述的多场测量平台，其特征在于，所述实验水箱由箱体和顶盖组成，箱体和顶盖的对接部位为法兰结构，箱体和顶盖之间设置密封圈后通过螺栓固定形成密闭的空腔；顶盖上设有气泵、真空泵和温度计，气泵和真空泵分别对实验水箱内的水进行增压或减压，温度计用于测量实验水箱内的水温，通过改变水的温度和压力条件以便研究不同工况下的空泡行为。

3.如权利要求1或2所述的多场测量平台，其特征在于，所述电火花发生器连接220V-50Hz交流电，实现1200V高压电的瞬间释放。

4.如权利要求3所述的多场测量平台，其特征在于，所述测试板的固定装置由两个虎口钳组成，固定装置可实现多维度不同厚度的测试板的精确固定。

5.如权利要求4所述的多场测量平台，其特征在于，所述瞬态空泡形态观察系统包括光源、摄像机和计算机内的图像处理模块，所述摄像机记录宏观空泡形态演变过程的图像，计算机内的图像处理模块通过图像处理技术对汽液两相物质交换的强度进行定性以及定量化的分析。

6.如权利要求5所述的多场测量平台，其特征在于，所述瞬态空泡运动场测量系统包括高速相机、激光器和计算机内的空泡运动场测量模块，所述激光器转换出片光源照亮流场中的示踪粒子，高速相机对图像进行记录，对图像序列中的相邻图像进行互相关分析即可获得瞬态速度矢量场，并通过后计算机内的空泡运动场测量模块而得到速度场与涡量场信息，实现瞬态空泡时间维度上的连续测量。

7.如权利要求6所述的多场测量平台，其特征在于，所述结构应力采集系统包括PCB压电式传感器、放大器、采集卡和计算机内的数据采集模块。