激波驱动固定颗粒群有效阻力的实验研究的任务书.docx

激波驱动固定颗粒群有效阻力的实验研究的任务书
任务书：激波驱动固定颗粒群有效阻力的实验研究
一、研究背景和意义
随着科技的发展，流体力学领域中的激波技术已经在众多领域得到了广泛的应用，其中包括气体中的激波传播、激波冲击波的形成和传输等方面。本次实验将围绕固定颗粒群在激波驱动下的有效阻力进行研究，旨在探究激波技术在非均质介质中的应用及相关问题。
固定颗粒群的有效阻力与流体力学中的阻力是有本质区别的。相比于流体，颗粒群中存在的晶格结构和颗粒之间相互作用力会对阻力产生影响。此外，不同的颗粒形状和尺寸也会对阻力产生影响。因此，本次实验旨在深入探究颗粒群中的有效阻力与激波驱动条件下的相关规律，为气固两相流动实验和模拟计算提供参考。
二、研究内容和方法
1.研究内容
本次实验主要围绕以下三个方面展开：
①不同颗粒形状和尺寸对有效阻力的影响
②激波驱动条件对有效阻力的影响
③颗粒群排布结构对有效阻力的影响
2.实验方法
本次实验将采用试验箱内冲击波的方法来驱动颗粒群，通过测量颗粒群受力以及能量传递过程中的参数来研究有效阻力。具体方法如下：
①试验箱的设计
试验箱外形为正方体，长宽高均为50cm，箱体内壁材料为透明有机玻璃。箱底设有充气阀和排气管，可用于调节气体压力和排放气体。箱底的平面与水平方向成30度夹角，以使冲击波传导时偏向颗粒群。
②颗粒群的制备
采用同种颗粒进行实验，颗粒粒径在1mm-5mm之间，颗粒形状为球形或长方形。颗粒形状、尺寸和排布方式将在实验过程中分别进行变换。
③实验流程
a.将颗粒群放置于试验箱底部，调节颗粒群排布方式。
b.在试验箱中注入气体，调整气体压力为5bar。
c.用高压气体驱动活塞，生成冲击波。
d.记录颗粒群在冲击波作用下的移动距离，并记录颗粒群受力数据。
e.重复以上操作，调整颗粒群的排布方式和颗粒形状、尺寸以研究其对有效阻力的影响。
三、研究预期结果
1.得出不同颗粒形状和尺寸对有效阻力的影响规律。
2.得出激波驱动条件对有效阻力的影响规律。
3.得出颗粒群排布结构对有效阻力的影响规律。
四、实验设备和安全措施
1.实验设备：
①气动装置
②试验器材：试验箱、颗粒群
③数据测量设备：压力表、移动距离测量器等
2.实验安全措施：
①在实验过程中严格遵守实验操作规程。
②在实验箱中注入气体时，必须确保通风良好，以防止爆炸和燃烧等危险情况的发生。
③在实验过程中应保持安全意识，严密监控实验过程中的安全情况。一旦出现突发事件或安全隐患，应立即采取应急措施。