界面不稳定性是流体力学的普遍现象，当流体界面受到冲击作用时，由于密度梯度与压力梯度的不重合导致斜压涡量的产生，界面上的初始扰动会随着时间不断增长，并最终引起湍流混合，这种流动不稳定性现象称为Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性。由于RM不稳定性在涡动力学以及湍流形成机理等方面有着重要的学术意义，同时在惯性约束核聚变以及超燃冲压发动机等方面也具有重要的工程意义，世界各国对其开展了大量研究工作。激波与气柱相互作用是RM不稳定性研究的经典问题，其界面生成方式主要是无膜气柱以及高分子膜界面，但均有一定的局限性;同时目前激波-气柱相互作用主要集中在二维气柱，对于三维气柱的RM不稳定性问题研究较少。　　本文通过环约束肥皂膜方法形成柱形界面，克服了无膜气柱以及高分子膜界面的问题，同时研究了激波与三维气柱（凹、凸）的相互作用，分析了界面的三维特性对RM不稳定性演化的影响。在界面生成方面，基于肥皂膜技术提出了环约束界面的方法。通过镶嵌在上下壁面的圆环对肥皂膜界面进行约束，形成的肥皂膜界面具有初始形状精确可控等特点，同时减少了界面两侧气体的相互交换以及界面碎片对流场的干扰。在二维气柱的基础上，通过控制界面内气体压强的方法形成了三维柱形界面（凹、凸），为三维柱形RM不稳定性的研究奠定了基础。二维柱形RM不稳定性研究中，在马赫数为1.2的平面激波下，利用高速纹影技术对激波与Air/SF6柱形界面以及SF6/N2柱形界面的相互作用过程进行了实验研究。轻气体界面中采用较重的气体组合(SF6/N2)有效地减小了相对质量较大的肥皂膜对界面发展产生的影响。实验中明显发现流场的外部干扰减小，同时观测到了新的流场结构。对实验结果进行了分析讨论，并与数值模拟结果进行对比，发现两者吻合较好;同时将实验结果与一维气体动力学预测结果进行比较，两者吻合也较好，验证了环约束方法形成肥皂膜界面的可行性。三维柱形（凹、凸）RM不稳定性研究中，在强度为1.2的平面激波下，利用高速纹影技术拍摄了激波与Air/SF6柱形界面以及SF6/N2柱形界面的相互作用过程。由于三维效应的影响，流场中出现了很多明显不同的结构;同时发现了界面的增长规律受到了很大的影响。主要是由于竖直方向上的正、负曲率导致了周向方向涡量的沉积，其与轴向涡量的共同作用导致了新结构的产生以及界面增长规律的变化。本文提出了环约束方法形成三维肥皂膜柱形界面，消除了支架、支撑物的影响，以及减小了界面两侧气体的交换，为RM不稳定性的实验研究提供了一种有效的界面生成方法。同时系统研究了三维效应对激波-气柱RM不稳定性问题的影响，对三维RM不稳定性的研究提供了一种新的方法，同时为三维RM不稳定性问题的数值研究以及理论模型提供了数据支持。