[发明专利]一种可数控的空泡发生装置及控制方法

权利要求书

1.一种可数控的空泡发生装置的控制方法，其特征在于，基于一种可数控的空泡发生装置，所述可数控的空泡发生装置包括：

载水观察箱；所述载水观察箱内部的底部设有底板，用于诱发产生空泡；

弹性件，所述弹性件的一端固定于一支撑面上，另一端与载水观察箱的底部连接，且与载水观察箱的重力保持平衡；

导轨组件，设在载水观察箱的左右两侧，用于带动载水观察箱上下滑行；

脉冲冲击装置，设在载水观察箱的上方，且与一控制系统电连接，所述控制系统控制脉冲冲击装置定时撞击载水观察箱，使载水观察箱以一定的加速度周期性向下运动；所述载水观察箱在加速运动过程中，箱体底部的水体由于惯性作用而产生负压，满足空化条件；

所述脉冲冲击装置通过一连接件安装于导轨组件上，并在导轨组件上滑行，在受到控制系统的控制信号时，自动向下撞击箱体，在撞击后，通过导轨组件自动回归原位；

磁流可控阻尼器，固定于支撑面上，且与载水观察箱的底部连接，所述控制系统与磁流可控阻尼器电连接，并根据载水观察箱的实际运动轨迹实时控制磁流可控阻尼器的阻力大小，以调整载水观察箱的运动，使载水观察箱的运动满足预期的周期运动，从而观察周期性负压条件下的空化现象；

所述可数控的空泡发生装置的控制步骤包括：

S1：启动控制系统，控制脉冲冲击装置定时撞击载水观察箱；

S2：载水观察箱受到撞击后，在导轨组件上以一定的加速度加速向下滑动，并压迫弹性件；而箱体底部的水体由于惯性作用而产生负压，满足空化条件，并通过箱体底部的底板诱发产生空泡；

S3：弹性件反作用于载水观察箱，使载水观察箱形成高频周期性振荡；

S4：控制系统根据需要，适时启动磁流可控阻尼器，调整载水观察箱的运动，使载水观察箱的周期运动满足预期的要求；

S5：弹性件在振荡过程中，带动箱体向上运动，使箱体内部的压力逐渐由负压转为正压，从而形成周期性正负压力；

S6：所述脉冲冲击装置在步骤S4的基础上，定时撞击载水观察箱，记录下载水观察箱周期运动变化后，箱体内的空泡形态变化。

2.根据权利要求1所述的一种可数控的空泡发生装置的控制方法，其特征在于，还包括底座，所述底座设置于载水观察箱的下方，所述导轨组件安装于底座的两侧，所述弹性件和磁流可控阻尼器固定于底座的支撑面上。

3.根据权利要求1所述的一种可数控的空泡发生装置的控制方法，其特征在于，所述导轨组件包括限位轨道、第一滑块和第二滑块，所述限位轨道安装于载水观察箱的左右两侧，所述第一滑块分别连接限位轨道和载水观察箱；所述第二滑块分别连接限位轨道和连接件。

4.根据权利要求1所述的一种可数控的空泡发生装置的控制方法，其特征在于，所述载水观察箱的外部设有防冲击钢化玻璃。

5.根据权利要求1所述的一种可数控的空泡发生装置的控制方法，其特征在于，步骤S4中，所述控制系统通过磁流可控阻尼器的运动状态，来获取载水观察箱的运动信息，从而修正对磁流可控阻尼器的控制信号，以调整载水观察箱的运动，使载水观察箱的周期运动满足预期的要求。

6.根据权利要求1所述的一种可数控的空泡发生装置的控制方法，其特征在于，步骤S5中，载水观察箱底部的压力逐渐由负压转为正压时，箱体底部的空泡逐渐进入溃灭阶段。

7.根据权利要求1所述的一种可数控的空泡发生装置的控制方法，其特征在于，还包括步骤S7：通过控制系统改变脉冲冲击装置撞击载水观察箱的力量或速度，从而精准控制载水观察箱的加速度大小，记录下加速度改变后，箱体内的空泡形态变化。

8.根据权利要求1~7任一项所述的一种可数控的空泡发生装置的控制方法，其特征在于，通过高速摄像机拍摄，以记录空泡的形态变化。