[發明專利]一種可數控的空泡發生裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202110373493.3
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113176068B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 李雨田;陳玥含;詹杰民
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 廣州潤禾知識產權代理事務所(普通合伙) 44446
• 代理人: 林偉斌

1.一種可數控的空泡發生裝置的控制方法，其特征在于，基于一種可數控的空泡發生裝置，所述可數控的空泡發生裝置包括：

載水觀察箱；所述載水觀察箱內部的底部設有底板，用于誘發產生空泡；

彈性件，所述彈性件的一端固定于一支撐面上，另一端與載水觀察箱的底部連接，且與載水觀察箱的重力保持平衡；

導軌組件，設在載水觀察箱的左右兩側，用于帶動載水觀察箱上下滑行；

脈沖沖擊裝置，設在載水觀察箱的上方，且與一控制系統電連接，所述控制系統控制脈沖沖擊裝置定時撞擊載水觀察箱，使載水觀察箱以一定的加速度周期性向下運動；所述載水觀察箱在加速運動過程中，箱體底部的水體由于慣性作用而產生負壓，滿足空化條件；

所述脈沖沖擊裝置通過一連接件安裝于導軌組件上，并在導軌組件上滑行，在受到控制系統的控制信號時，自動向下撞擊箱體，在撞擊后，通過導軌組件自動回歸原位；

磁流可控阻尼器，固定于支撐面上，且與載水觀察箱的底部連接，所述控制系統與磁流可控阻尼器電連接，并根據載水觀察箱的實際運動軌跡實時控制磁流可控阻尼器的阻力大小，以調整載水觀察箱的運動，使載水觀察箱的運動滿足預期的周期運動，從而觀察周期性負壓條件下的空化現象；

所述可數控的空泡發生裝置的控制步驟包括：

S1：啟動控制系統，控制脈沖沖擊裝置定時撞擊載水觀察箱；

S2：載水觀察箱受到撞擊后，在導軌組件上以一定的加速度加速向下滑動，并壓迫彈性件；而箱體底部的水體由于慣性作用而產生負壓，滿足空化條件，并通過箱體底部的底板誘發產生空泡；

S3：彈性件反作用于載水觀察箱，使載水觀察箱形成高頻周期性振蕩；

S4：控制系統根據需要，適時啟動磁流可控阻尼器，調整載水觀察箱的運動，使載水觀察箱的周期運動滿足預期的要求；

S5：彈性件在振蕩過程中，帶動箱體向上運動，使箱體內部的壓力逐漸由負壓轉為正壓，從而形成周期性正負壓力；

S6：所述脈沖沖擊裝置在步驟S4的基礎上，定時撞擊載水觀察箱，記錄下載水觀察箱周期運動變化后，箱體內的空泡形態變化。

2.根據權利要求1所述的一種可數控的空泡發生裝置的控制方法，其特征在于，還包括底座，所述底座設置于載水觀察箱的下方，所述導軌組件安裝于底座的兩側，所述彈性件和磁流可控阻尼器固定于底座的支撐面上。

3.根據權利要求1所述的一種可數控的空泡發生裝置的控制方法，其特征在于，所述導軌組件包括限位軌道、第一滑塊和第二滑塊，所述限位軌道安裝于載水觀察箱的左右兩側，所述第一滑塊分別連接限位軌道和載水觀察箱；所述第二滑塊分別連接限位軌道和連接件。

4.根據權利要求1所述的一種可數控的空泡發生裝置的控制方法，其特征在于，所述載水觀察箱的外部設有防沖擊鋼化玻璃。

5.根據權利要求1所述的一種可數控的空泡發生裝置的控制方法，其特征在于，步驟S4中，所述控制系統通過磁流可控阻尼器的運動狀態，來獲取載水觀察箱的運動信息，從而修正對磁流可控阻尼器的控制信號，以調整載水觀察箱的運動，使載水觀察箱的周期運動滿足預期的要求。

6.根據權利要求1所述的一種可數控的空泡發生裝置的控制方法，其特征在于，步驟S5中，載水觀察箱底部的壓力逐漸由負壓轉為正壓時，箱體底部的空泡逐漸進入潰滅階段。

7.根據權利要求1所述的一種可數控的空泡發生裝置的控制方法，其特征在于，還包括步驟S7：通過控制系統改變脈沖沖擊裝置撞擊載水觀察箱的力量或速度，從而精準控制載水觀察箱的加速度大小，記錄下加速度改變后，箱體內的空泡形態變化。

8.根據權利要求1~7任一項所述的一種可數控的空泡發生裝置的控制方法，其特征在于，通過高速攝像機拍攝，以記錄空泡的形態變化。