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大量的工业过程中涉及液体射流,已有学者建立圆以及椭圆截面的射流模型,研究了射流不稳定性及破碎机理。针对低速圆截面射流不稳定性的实验测量,高速摄影技术是目前最主要的观测手段,但该方法的测量精度远不能满足喷嘴附近的初始射流表面微小振动的测量精度要求。圆截面初始射流的几何形态具有三维空间曲率,对其光散射特性的理论研究是一项有挑战性的工作,已获得的理论计算结果也有待于实验验证。彩虹测量技术可对几十微米至毫米量级的球形液滴和圆柱型粒子的尺寸及折射率进行高速高精度的测量,其中直径的测量精度为几个微米,直径变化量的测量精度在数十纳米量级,采集速度高达数万帧每秒。本文针对具有三维空间曲率的初始射流的彩虹特性及不稳定性的测量需要,设计并搭建了激光彩虹测量系统,开展复杂形态的液体射流的彩虹特性及不稳定性测量。论文的主要研究内容和结论如下:(1)本文设计搭建了一套激光彩虹测量系统,特点如下:对入射光的形态进行准直片状调控,以满足对三维复杂目标局域各阶光散射特性测量;对入射光的形态进行一维发散调控,以产生三维液体射流的彩虹ripple结构,满足初始射流不稳定性测量需求;独立控制的同轴双转动系统可确保非圆截面射流在不同方位角下的光散射特性测量。利用上述测量系统,对具有空间曲率的圆截面初始射流的一阶和二阶彩虹强度分布进行了实验测量,其Airy峰空间位置的实验测量结果与矢量复射线(VCRM)理论计算结果吻合得很好,表明开发的激光彩虹测量系统可实现三维液体射流的各阶光散射特性的高精度测量。(2)利用圆截面液体初始射流的一阶彩虹ripple结构,测量了不同高度位置处的射流直径、射流不稳定性的振动幅值及频率。对施加一定激励频率的射流的抖动频率和表面波振幅进行了测量,验证了彩虹测量技术对液体射流抖动频率测量的可行性,测量结果表明对表面波振幅的测量精度为20纳米。对圆截面自由液体初始射流的直径和表面波振幅进行了初步实验测量,结果表明初始射流的表面波振幅随着下落高度的增加呈指数增长,其中直径的测量精度约5微米。在液体初始射流不稳定性的测量中运用彩虹测量技术,可有效弥补高速摄影技术对初始射流微小抖动测量精度的不足。