界面不稳定性是流体力学中的一种普遍现象,它一般是指界面在激波的作用下(主要是指Richtmyer-Meshkov不稳定性),由于压力梯度和密度梯度的不重合,即斜压性的存在((?)ρ×(?)p≠0),初始小扰动会随着时间发展而逐渐增大,最终导致湍流混合的产生。无论是在学术研究领域,还是在工程应用领域,界面不稳定性都有重要的研究背景和应用价值。尤其是在近几十年来,在惯性约束核聚变的重要背景驱动下,界面不稳定性的研究得到了世界各国,尤其是发达国家的广泛关注。无论是在实验方面,数值计算方面还是在理论分析方面,界面不稳定性的研究都取得了显著的成果。我国近些年来关于界面不稳定性的研究也有所开展,但主要还是集中在数值模拟方面,实验研究相对较少。为了进一步了解界面不稳定性发展过程中的相关机理问题,也为了缩小与发达国家之间的差距,作为计算研究的补充,界面不稳定性的实验研究急需开展。鉴于此,本文主要开展了以下几个方面的研究工作,具体说明如下：1.在平面激波马赫数为1.2的条件下,利用高速纹影技术对激波与空气/氦气球形界面以及空气/SF6球形界面的相互作用过程进行了实验观测,得到了大量的实验结果。对结果进行了详细的分析和讨论,并与数值模拟以及一维模型理论相比较,取得的结果也验证了国外同行的论点。此外,较高的时间分辨率不仅保证了实验的可重复性,同时也发现了他人未发现的现象。2.在初始平面激波强度为1.2的条件下,同样利用高速纹影技术实验研究了氦气泡和SF6气泡在二次激波作用下的演化规律。并通过移动反射壁面得到不同时刻的反射激波,得到了大量的实验结果。对二次激波作用下的波系结构以及界面演化过程进行了详细分析。通过测量位置得到了激波与界面的速度并与一维理论进行了比较,取得了较好的一致性。3.在水平激波管中,基于激波动力学理论,通过设计特定的弯曲壁面,成功地将平面激波转换成柱状汇聚激波。该方法不仅理论上具有新颖性,而且实施起来相比国际同行的方法,也较为方便可行。同时对汇聚激波的形成展开了参数研究,进一步了解了激波聚焦现象。参数研究也为激波管实验段的设计提供了理论基础。4.在基于激波动力学理论设计的激波管汇聚段中,通过无膜技术形成SF6气柱界面,利用高速片光观测技术实验研究了气柱界面在汇聚激波作用下不稳定性的发展过程。通过将SF6气柱放置在汇聚段的不同位置来设置不同的初始激波条件,以此来研究不同强度的汇聚激波对界面不稳定性发展的影响。同时,我们将实验结果与平面激波条件下的结果做了比较,指出了二者的异同点。