千眼狼高速摄像机与DIC系统赋能第22届全国激波与激波管学术会议 ...

星空物语H4

（原标题：千眼狼高速摄像机与DIC系统赋能第22届全国激波与激波管学术会议）                    
$ O1 O/ c. t+ w8 Z/ M: a2 X, i                                       
) W1 a, w: a& b' R) p4 F

, t( a1 f. s) K6 R第22届全国激波与激波管学术会议2026年5月于南京举行。会议围绕激波管研制、激波传播机理、边界层转捩、爆轰起爆机制、高焓流场诊断等前沿方向展开深度研讨，展现我国在激波与激波管领域基础研究与工程应用的最新进展。
6 {4 }6 h' |6 q( A在数值模拟与理论模型持续迭代背景下，超快瞬态过程精细化实验观测，正成为机理揭示与模型验证的关键。千眼狼（Revealer）携自研最新款高速摄像机、三维DIC数字图像相关测量系统两大核心产品参会，为激波领域科研实验提供标准化观测与定量测试解决方案。
# _' Y  @+ t3 ?1 c

6 e/ S: U- I4 w- N图1中国科学技术大学司廷教授在第22届全国激波与激波管学术会议开幕式致辞
' r! ]" _  D8 g8 w8 W+ U
一、激波与爆轰物理实验观测的挑战
/ u5 D0 m* d- Y/ W% {* l- Z结合本次会议议题，目前激波与爆轰实验在时空解析方面主要面临三类挑战：
5 o' R1 m7 C5 Z5 M% H. C* w. U1.时域分辨率不足，关键瞬态易丢失
激波冲击界面的失稳初期、爆轰波的胞格演化等过程，特征时间尺度在微秒量级。常规高速摄像机帧率不足，无法捕捉连续演化细节，容易导致波系拓扑结构失真，丢失关键的起爆或失稳触发事件。
2.多相/多组分界面的光学辨识困难
- T( A4 Q: e! w/ H, _; o在气-气、气-液界面不稳定性及混合过程研究中，介质间折射率梯度微弱，传统纹影法难以清晰勾勒界面形态，无法实现对特定组分的时空选择性标识。
3.全场力学参量的动态重构需求
' Y2 ^$ \6 b' N' ]7 u# ?/ y3 {在激波管冲击载荷、高超声速激波、边界层干扰等实验研究中，传统点式传感器如应变片、压力传感器难以获得全场应变、位移的时空分布，限制了流固耦合机理的深入认知。
8 E! J& ?% ]& A. R) \( _/ k二、面向激波瞬态实验的高速摄像与DIC技术演进
6 S' m1 `, q) _( m% n5 H针对上述观测挑战，基于高帧频、高灵敏度高速摄像机的光学诊断技术正逐步成为激波与爆轰实验的标准配置。其技术演进路径体现在三个方面：
1.高时间分辨率成像技术，定格微秒级激波演化全过程
千眼狼自研最新款ACE系列超高速摄像机，百万像素分辨率下可实现8万帧/秒的采样频率，配合百纳秒级曝光，消除高速运动带来的空间模糊，实现波系演化的冻结捕捉。自研NEO系列高灵敏度高速摄像机，采用背照式CMOS工艺和大像元设计，同样帧率下将量子效率和满阱容量提升至传统前照式传感器的数倍，意味着即使在1 μs曝光下，NEO25高速摄像机仍能输出可用信噪比的图像。
/ ~" U, j9 u# c6 O9 H5 q# q  n2.多模态光谱适配与纳秒级触发同步
千眼狼（Revealer）高速摄像机兼容激光诱导荧光（LIF）、纹影等多种光路；通过EPO等精确时序接口，实现与脉冲激光器、激波管测控系统的纳秒级同步，确保在极短的物理时间窗口内完成光-机-电协同采集。
) [; o7 k" B/ w; f: q8 @2 U4 Q3.基于数字图像相关DIC技术的全场定量重构
结合三维数字图像相关DIC技术，利用高速序列图像中表面散斑场的灰度匹配，反演激波冲击载荷下结构全场位移场、应变场、形变时程曲线，为激波冲击动力学机理研究提供量化的实验数据支撑。
三、典型应用案例解析
案例一：超音速射流激波纹影的拓扑结构非定常演化（上海交通大学）
$ q; }9 i0 N8 S% h2 q3 m/ z+ a一项针对航空发动机喷管处超音速气流产生的激波与马赫环结构的纹影观测实验，1马赫气流喷柱产生的激波扰动和马赫环演化在微秒量级，常规相机的帧率与灵敏度无法捕捉，使用千眼狼（Revealer）高速摄像机，以9万帧/秒采集速率，清晰捕捉到了马赫环的周期性结构和非对称摆动特征，获取了喷流前部多级马赫环的拓扑演化时序，为喷管设计的激波控制提供了实验依据。
7 S! S4 ^& g/ y- l8 z3 ]/ P% D
: t4 T  i3 L  ?8 @- J& R. F
图2千眼狼高速摄像机90000帧/秒捕获的喷流前部清晰多级马赫环结构

* \% J+ ]# R+ y8 X0 C) z0 y案例二：激波诱导流体界面不稳定性的时序重构与组分标识（中国科学技术大学）
9 ]" P7 X* L6 h/ }: }中国科学技术大学开展激波冲击SF6/Air扩散界面的RM不稳定性研究，旨在揭示从线性扰动增长到非线性卷折混合的定量规律。针对界面演化快且透明，传统光学手段对比度低的情况，研究团队采用千眼狼（Revealer）NEO25高速摄像机(1280×1024@25000帧/秒，实验设置为20000帧/秒)，利用紫外激光器产生LIF可见光，将透明气体转化为自发光示踪介质，同时，通过高速摄像机EPO接口输出曝光时序至示波器，反向控制激光器出光，确保纳秒级脉冲光与1μs曝光窗口的精准耦合。
实验清晰捕捉了流体界面从线性光滑半圆形态到后期卷云状、蘑菇状非线性混合区域的完整演化过程。NEO25高速摄像机的高感光成像能力有效解决弱光透明界面的边界模糊问题，显著提升了流场结构辨识精度，为RM不稳定性理论模型中的混合区宽度增长、振幅演化等关键参数提供可直接比对的定量图像数据。


1 y2 @2 q  v% a图3千眼狼高速摄像机20000帧/秒捕获的激波诱导流体界面演化-蘑菇状非线性扩散
- V4 ^  Y' |" `
1 v9 g4 R( |( u, B案例三：激波管冲击载荷下结构动态响应的全场应变重构（南京理工大学）
0 E* H" }  S% c- e: U1 o; R# T激波管冲击测试聚焦玻纤材质板材在约400 m/s高速冲击下的应变与位移演化规律，需要全场、高时间分辨的力学参量测量。研究团队采用2台千眼狼（Revealer）S1315高速摄像机搭建三维DIC观测系统，以15000帧/秒帧率同步采集冲击全过程，完整记录板材从受力形变、应力集中到局部损伤的时序演化；通过数字图像相关DIC算法解析输出全场拉格朗日应变分布，最大微应变峰值及位移时序变化曲线。完整的时序数据为激波管冲击载荷建模、复合材料抗冲击性能优化提供实测依据。
7 f! Y1 s1 O! Q$ c
  t4 g& X9 ~2 k
/ t) \, f$ P# w$ V% w0 O# x图4千眼狼3D-DIC系统解析的激波管冲击测试板材全场拉格朗日应变时程曲线
, z  v5 g) ?8 s  s4 D! R" |8 G
四、结语
激波与激波管学术研究正在向多物理场、跨尺度、超快瞬态过程的精密诊断方向迈进。千眼狼（Revealer）高速摄像技术和数字图像相关DIC技术，通过在时间分辨率、光谱敏感性及全场参量重构能力上的持续突破，正从“现象记录工具”转变为“机理揭示工具”，推动激波与激波管领域基础研究与工程应用高质量发展。