[发明专利]判断不同尺度空化泡空蚀破坏作用效果相似性的方法

权利要求书

1.一种判断不同尺度空化泡空蚀破坏作用效果相似性的方法，其特征在于，包括：

控制电脉冲诱发产生空化泡并获取电脉冲诱发的空化泡半径Re，根据第一预设条件进行空化泡打击第一试件的操作，待第一试件产生空蚀破坏后获取第一试件空蚀凹坑尺寸re；

控制超声波诱发产生空化泡云团并获取超声波诱发的空化泡云团特征半径Ru，根据第二预设条件进行空化泡云团打击第二试件的操作，待第二试件产生空蚀破坏后获取第二试件空蚀凹坑尺寸ru；

分别计算得到电脉冲诱发产生空化泡微观尺度空蚀破坏作用效果和超声波诱发产生空化泡云团宏观尺度空蚀破坏作用效果，其中，所述微观尺度空蚀破坏作用效果Ee＝re/Re，所述宏观尺度空蚀破坏作用效果Eu＝ru/Ru；

通过对微观尺度空蚀破坏作用效果Ee和宏观尺度空蚀破坏作用效果Eu进行比较，判断不同尺度空化泡空蚀破坏作用效果的相似性。

2.根据权利要求1所述的判断不同尺度空化泡空蚀破坏作用效果相似性的方法，其特征在于，通过使用电脉冲诱发空化泡系统，在静水中稳定产生大小可控的单个空化泡，所述电脉冲诱发空化泡系统，由电源、电阻、电容器和三相开关组成，所述电脉冲诱发产生空化泡的过程，包括：通过三相开关来控制电源给电容器充电或电容器进行放电，将放电电流通过大功率电缆传输至放电电极，用于其产生瞬间高温形成空化泡。

3.根据权利要求2所述的判断不同尺度空化泡空蚀破坏作用效果相似性的方法，其特征在于，所述获取电脉冲诱发的空化泡半径Re的过程，包括：

对空化泡的图片像素点数与实际刻度照片进行尺寸标定，得到刻度尺照片与图片像素的比例关系；

通过高速摄像机配合刻度尺记录实际工况下电脉冲诱发产生空化泡的刻度尺照片，基于上述比例关系通过测算像素点数来换算成实际尺寸，获取电脉冲诱发的空化泡半径Re。

4.根据权利要求1所述的判断不同尺度空化泡空蚀破坏作用效果相似性的方法，其特征在于，所述根据第一预设条件进行空化泡打击第一试件的操作，包括：在第一试件上预先标记出空化泡的打击区域，根据第一预设条件通过精确控制空化泡在打击区域内溃灭，所述第一预设条件为根据无量纲距离公式定量控制空化泡和第一试件的相对位置。

5.根据权利要求4所述的判断不同尺度空化泡空蚀破坏作用效果相似性的方法，其特征在于，所述无量纲距离公式γ为：

γ＝D/Re_max

其中，D为空化泡膨胀至最大时形心到第一试件表面的距离，Re_max为电脉冲诱发产生空化泡的最大半径。

6.根据权利要求1所述的判断不同尺度空化泡空蚀破坏作用效果相似性的方法，其特征在于，通过使用超声空蚀系统产生大量空化泡从而构成空化泡云团，所述超声空蚀系统，由电源、控制主机、换能器、变幅杆，以及恒温冷却水循环系统组成，其中，放大器、超声变频器和功率调节器均集成在控制主机中，所述超声波诱发产生空化泡云团的过程，包括：控制主机中的放大器将电源输入的民用电通过超声变频器转变为交变电能，再通过功率调节器将交变电能与换能器匹配，换能器将电能转化机械能带动变幅杆纵向机械振动，当变幅杆的端部浸没于水体中时，变幅杆的高频振动诱使下侧水体发生空化，产生由大量空化泡构成的空化泡云团。

7.根据权利要求6所述的判断不同尺度空化泡空蚀破坏作用效果相似性的方法，其特征在于，所述获取超声波诱发的空化泡云团特征半径Ru的过程，包括：使用高速摄像机配合微距镜头拍摄空化泡云团，通过统计空化泡的尺寸分布规律，得到空化泡云团特征半径Ru。

8.根据权利要求6所述的判断不同尺度空化泡空蚀破坏作用效果相似性的方法，其特征在于，所述根据第二预设条件进行空化泡云团打击第二试件的操作，包括：在第二试件上预先标记出空化泡云团的打击区域，根据第二预设条件，通过精确控制空化泡云团在打击区域内溃灭，所述第二预设条件为控制超声空蚀系统运行时间，用于确保在第二试件表面产生较轻度的空蚀破坏，使空蚀凹坑较为均匀地分布在第二试件表面。