Les équipes de recherche ont établi une méthode théorique pour concevoir des surfaces de murs incurvées lisses avec des tubes d'amortissement variables de la section transversale et ont développé un dispositif de tube de choc multifonctionnel intégré et à haute intensité. Dirigée par le professeur Luo Xisheng et le professeur SI Ting de l'Université des sciences et de la technologie de Chine (USTC) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), l'étude a été publiée dans Examen des instruments scientifiques.
Sur la base de l'appareil et des techniques, l'équipe de recherche a développé une technologie de génération d'interface de perturbation discontinue, pionnier de l'étude expérimentale et mécaniste d'un fort impact sur les ondes de choc sur l'instabilité de l'interface fluide à modes dans les tubes de choc. Les résultats ont été publiés dans le Journal of Fluid Mechanics.
L'instabilité de l'interface fluide induite par les ondes de choc est un problème scientifique clé commun dans les véhicules aérospatiaux et la fusion nucléaire de confinement inertiel, tandis que les théories de base connexes sont encore insuffisantes. Les tubes de choc sont souvent utilisés pour effectuer des recherches de base aérodynamique. Cependant, la génération contrôlable d'ondes de choc convergentes et de fortes ondes de choc de haute énergie et de haute énergie et de fortes ondes de choc reste un défi.
Pour y remédier, les chercheurs ont établi une méthode théorique pour concevoir des surfaces de mur incurvées lisses basées sur la théorie de la dynamique des ondes de choc et les concepts de conception inverse. Par conséquent, l'équipe a proposé une disposition orthogonale et un schéma d'amélioration des ondes de choc de transformation en plusieurs étapes, et a développé un équipement expérimental spécial pour générer des ondes de choc convergentes et de fortes ondes de choc.
Grâce aux expériences, les chercheurs ont vérifié que le dispositif pouvait générer une forte onde de choc avec le nombre de Mach supérieur à 3,0 sous une conversion à un stade, ce qui était propice au réglage de l'interface de perturbation initiale et au diagnostic de champ d'écoulement à grande vitesse.
Dans le cadre de la conversion en plusieurs étapes, les équipes de recherche ont effectivement surmonté le problème d'étouffement du flux d'air causé par la contraction à une seule dimension et ont généré de manière contrôlablement généré des ondes de choc convergentes, planaires et divergentes en une seule étape. Cette approche ouvre un nouveau chemin pour la recherche expérimentale sur un fort impact sur les ondes de choc sur les interfaces fluides et son mélange turbulent induit.
Les équipes de recherche ont en outre développé une méthode de génération d'interface discontinue presque idéale. La technologie a permis une décomposition instantanée des gaz initiaux de différentes densités séparés par un film de polyester de 2 μm d'épaisseur. La décomposition s'est produite dans l'environnement à haute température formé par la forte onde de choc sans générer de fragments qui ont interféré avec le champ d'écoulement.
Pour la configuration d'interface monomode à petite amplitude à petite amplitude, les chercheurs ont également utilisé de nouvelles méthodes. Ils ont d'abord observé des expériences de tube de choc d'instabilité d'interface fluide induite par les chocs avec un nombre de Mach de choc supérieur à 3,0 et ont clairement capturé l'ensemble du processus d'évolution des chocs et de l'interface.
Par la suite, l'équipe de recherche a analysé quantitativement l'évolution des perturbations d'interface dans les principaux paramètres de contrôle. Grâce à cette analyse, les chercheurs ont révélé l'influence de forts effets de compressibilité sur l'évolution de la morphologie de l'interface et de l'amplitude des perturbations.
En outre, les chercheurs ont clarifié les mécanismes derrière les effets des effets d'onde transversale et les effets de proximité des ondes de choc sur l'évolution non linéaire des perturbations.
De plus, sur la base des résultats expérimentaux, les équipes de recherche ont établi un modèle de prédiction pour la croissance de l'amplitude de l'interface qui est applicable à de forts flux compressibles.
Les chercheurs continueront d'étudier des problèmes clés tels que le couplage et la concurrence solides à l'interface, fournissant des données fondamentales et un soutien scientifique aux principaux projets nationaux.
