机械工程学报

作者：周瑞泉, 张敏弟, 郑汉文, 韩磊, 黄彪

单位：北京理工大学机械与车辆学院 北京 100081

关键词：空泡溃灭,复合材料,冲击波,压力信号,连续小波变换；

基金：国家自然科学基金资助项目(51979003)。

由于复合材料诸多优点对于高性能水力设备的研发至关重要，此论文结合高速纹影观测技术与图像处理技术观测分析三种厚度复合材料边界附近单个空泡的溃灭过程纹影图像，讨论单空泡溃灭冲击波及周围流场结构的演化过程。进而，采用水听器压力信号测量系统监测单空泡流场压力波动过程，并提取频谱特性。研究表明，复合材料边界厚度对空泡溃灭演化过程、冲击波压力及其时频特性有显著影响。当γ=1.0时，三种厚度复合材料边界附近空泡溃灭过程及压力存在明显差异，当空泡溃灭时主要经历了膨胀、收缩、回弹三个阶段。空泡膨胀时，不同厚度边界附近空泡横纵泡径比d*随无量纲距离γ值变化趋势不同；空泡收缩时，空泡在厚度δ=0.5 mm边界附近发生分裂溃灭，在δ=1.0 mm与2.0 mm边界产生高速射流；空泡回弹时，空泡在δ=0.5 mm边界附近溃灭产生双环冲击波，在δ=1.0 mm与2.0 mm边界附近溃灭只产生单环冲击波。同时，δ=0.5 mm边界附近空泡溃灭可检测到三次压力峰值，δ=1.0 mm与2.0 mm边界附近仅检测到两次压力峰值。随着γ的增加，压力信号内不同频率成分的对应强度逐渐增加，边界厚度越小对空泡溃灭压力影响越小。

来源：2025年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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