CN114486152B - 一种压敏漆测压数据修正方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于航空试验技术领域，特别涉及一种压敏漆测压数据修正方法。该方法包括：步骤S1、采用飞行器风洞试验模型，在一个试验状态中同时完成PSP测压和PSI测压；步骤S2、对每一个PSI测压点位置，确定对应位置的PSP试验结果，进而确定PSP试验结果和PSI试验结果之间的差量；步骤S3、根据PSI测压点位置信息和对应位置的所述差量，拟合出PSP试验结果的修正公式；步骤S4、根据所述修正公式，对PSP试验结果的每个像素点数据进行修正，得到修正过的PSP测压结果。本申请对PSI压力点的布置要求低、不需要严格按照矩阵形式排布，能够很好地兼顾翼面前缘、中部及后缘的流场变化特征，修正效果良好。
Description
技术领域
本申请属于航空试验技术领域，特别涉及一种压敏漆测压数据修正方法。
背景技术
压敏漆是一种包含压力敏感探针与粘结剂的薄层涂料，当探针分子被特定波长的光源激发后，它将发射出一长光波，由于氧猝灭效应，压敏漆涂层的发光强度随着压力的升高而降低；在一定的压力和温度范围内，光强和压力的关系可以用Stern-Volmer关系式来描述。试验过程中，通过采集设备捕捉涂层表面的灰度图像，经过对图像处理、压力转换等，即可获得模型表面的压强分布。
相比传统测压风洞试验(Pressure Scanner Instrument：PSI)，PSP测压试验具有一些明显的优势：以非接触方式获得模型表面压力图谱，其空间分辨率高；适用于模型厚度不足区域测压，如翼尖、翼面后缘等。同时PSP也有不适用的地方：PSP试验相机不能拍摄到的区域，如缝道；翼面前缘等曲率变化大的地方，相机捕获精度将会明显下降。对于适合采用PSP测压的部件区域，其试验结果可以用来研究流场的宏观发展规律，但是尚未达到能直接用于型号精细化设计的发展状态，数据还需要进行一些修正。
当前，普遍认为PSI测压试验结果精度高于PSP试验结果，工业界往往采用少量的PSI试验结果对PSP试验结果进行修正，修正方法常采用最小二乘法，这种方法有可能导致翼面前缘压强分布的过度修正、以及后缘无测压孔区域的外插修正，这些均会引起翼面流场的不真实。
因此需要建立一种更为适合的修正方法，以满足对PSP测压试验结果修正的需要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种压敏漆测压数据修正方法，以更好地兼顾翼面前缘、中部及后缘流场的变化特点，提高压敏漆测压试验数据的修正精度。
本申请压敏漆测压数据修正方法主要包括：
步骤S1、采用飞行器风洞试验模型，在一个试验状态中同时完成PSP测压和PSI测压；
步骤S2、对每一个PSI测压点位置，确定对应位置的PSP试验结果，进而确定PSP试验结果和PSI试验结果之间的差量；
步骤S3、根据PSI测压点位置信息和对应位置的所述差量，拟合出PSP试验结果的修正公式；
步骤S4、根据所述修正公式，对PSP试验结果的每个像素点数据进行修正，得到修正过的PSP测压结果。
优选的是，步骤S1进一步包括：
步骤S11、在试验模型上布置PSI测压孔；
步骤S12、对压敏漆和PSP试验相机静态校准；
步骤S13、在试验模型上喷涂压敏漆，并烘干；
步骤S14、将试验模型安装至风洞中，对模型表面同时完成PSP测压和PSI测压，获得PSP试验数据和PSI试验数据，其中，PSP试验数据包含所有像素点的位置坐标(x,y)及压强分布数据Cp0_PSP(x,y)；PSI试验数据包含N个测压点的位置坐标(xi,yi)及压强分布数据Cp0i_PSI(xi，yi)，i＝1，2，…，N。
优选的是，步骤S2进一步包括：
步骤S21、对N个PSI测压点的坐标位置(xi,yi)，从PSP测压原始结果中线性插值获得对应坐标位置处的压强系数Cp0i_PSP(xi,yi)；
步骤S22、根据步骤S14中的PSI试验数据中的压强分布数据Cp0i_PSI(xi,yi)和步骤S21中的压强系数Cp0i_PSP(xi,yi)，计算第i个测压点处的结果差量ΔCp0i(xi，yi)＝Cp0i_PSP(xi，yi)-Cp0i_PSI(xi，yi)；
步骤S23、将N个点处的压强系数差量写为列向量形式ΔCp0，其形式为：
优选的是，步骤S3进一步包括：
步骤S31、根据N个PSI测压点的坐标位置(xi,yi)，构建几何系数矩阵C为：
其中，Kij的计算公式为：
步骤S32、根据步骤S23中的压强系数差量向量ΔCp0和步骤S31中的几何系数矩阵C，计算PSP试验结果的修正公式P为：
P＝C-1·ΔCp0。
优选的是，步骤S4进一步包括：
步骤S41、根据N个PSI测压点的坐标位置(xi,yi)和PSP测压每一个像素点的坐标位置(x,y)，确定PSP测压每一个像素点处(x,y)的修正几何向量B(x,y)为：
B(x,y)＝[1x y K1 K2…KN]；
其中，Ki的计算公式为
步骤S42、根据修正公式P和修正几何向量B(x,y)，计算PSP试验每一个像素点(x,y)处的压强系数的修正值ΔCp(x,y)为：
ΔCp(x,y)＝B·P；
步骤S43、根据PSP试验每一个像素点(x,y)处的原始压强系数的Cp0_PSP(x,y)和压强系数修正值ΔCp(x,y)，计算PSP试验每一个像素点(x,y)处的修正压强系数Cp_PSP(x,y)为：
Cp_PSP(x,y)＝Cp0_PSP(x,y)+ΔCp(x,y)。
本申请的优点和效果包括：
(1)能够较好地兼顾翼面前缘、中部及后缘的流场变化特征，修正效果理想，可以满足工程设计要求；
(2)对PSI测压点的布置要求低，数量多，不必严格按照矩阵形式排布；
(3)算法具有通用性，适合不同类型工程的PSP测压试验数据修正。
附图说明
图1是本申请一优选实施例的压敏漆测压试验数据修正流程示意图。
图2是本申请在测压剖面1下的压敏漆测压试验数据修正结果示意图。
图3是本申请在另一测压剖面2下的压敏漆测压试验数据修正结果示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
本申请提供了一种压敏漆测压数据修正方法，如图1所示，主要包括：
步骤S1、采用飞行器风洞试验模型，在一个试验状态中同时完成PSP测压和PSI测压；
步骤S2、对每一个PSI测压点位置，确定对应位置的PSP试验结果，进而确定PSP试验结果和PSI试验结果之间的差量；
步骤S3、根据PSI测压点位置信息和对应位置的所述差量，拟合出PSP试验结果的修正公式；
步骤S4、根据所述修正公式，对PSP试验结果的每个像素点数据进行修正，得到修正过的PSP测压结果。
在一些可选实施方式中，步骤S1进一步包括：
步骤S11、在试验模型上布置PSI测压孔；
步骤S12、对压敏漆和PSP试验相机静态校准；
步骤S13、在试验模型上喷涂压敏漆，并烘干；
步骤S14、将试验模型安装至风洞中，对模型表面同时完成PSP测压和PSI测压，获得PSP试验数据和PSI试验数据，其中，PSP试验数据包含所有像素点的位置坐标(x,y)及压强分布数据Cp0_PSP(x,y)；PSI试验数据包含N个测压点的位置坐标(xi,yi)及压强分布数据Cp0i_PSI(xi，yi)，i＝1，2，…，N。
在一些可选实施方式中，步骤S2进一步包括：
步骤S21、对N个PSI测压点的坐标位置(xi,yi)，从PSP测压原始结果中线性插值获得对应坐标位置处的压强系数Cp0i_PSP(xi,yi)；
步骤S22、根据步骤S14中的PSI试验数据中的压强分布数据Cp0i_PSI(xi，yi)和步骤S21中的压强系数Cp0i_PSP(xi,yi)，计算第i个测压点处的结果差量ΔCp0i(xi，yi)＝Cp0i_PSP(xi，yi)-Cp0i_PSI(xi，yi)；
步骤S23、将N个点处的压强系数差量写为列向量形式ΔCp0，其形式为：
在一些可选实施方式中，步骤S3进一步包括：
步骤S31、根据N个PSI测压点的坐标位置(xi,yi)，构建几何系数矩阵C为：
其中，Kij的计算公式为：
步骤S32、根据步骤S23中的压强系数差量向量ΔCp0和步骤S31中的几何系数矩阵C，计算PSP试验结果的修正公式P为：
P＝C-1·ΔCp0。
在一些可选实施方式中，步骤S4进一步包括：
步骤S41、根据N个PSI测压点的坐标位置(xi,yi)和PSP测压每一个像素点的坐标位置(x,y)，确定PSP测压每一个像素点处(x,y)的修正几何向量B(x,y)为：
B(x,y)＝[1x y K1 K2…KN]；
其中，Ki的计算公式为
步骤S42、根据修正公式P和修正几何向量B(x,y)，计算PSP试验每一个像素点(x,y)处的压强系数的修正值ΔCp(x,y)为：
ΔCp(x,y)＝B·P；
步骤S43、根据PSP试验每一个像素点(x,y)处的原始压强系数的Cp0_PSP(x,y)和压强系数修正值ΔCp(x,y)，计算PSP试验每一个像素点(x,y)处的修正压强系数Cp_PSP(x,y)为：
Cp_PSP(x,y)＝Cp0_PSP(x,y)+ΔCp(x,y)。
图2及图3给出了本发明实施例的压敏漆测压试验数据修正结果示意图。试验结果表明，本申请能够较好地兼顾翼面前缘、中部及后缘的流场变化特征，修正效果理想，可以满足工程设计要求。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种压敏漆测压数据修正方法，其特征在于，包括：
步骤S1、采用飞行器风洞试验模型，在一个试验状态中同时完成PSP测压和PSI测压；
步骤S2、对每一个PSI测压点位置，确定对应位置的PSP试验结果，进而确定PSP试验结果和PSI试验结果之间的差量；
步骤S3、根据PSI测压点位置信息和对应位置的所述差量，拟合出PSP试验结果的修正公式；
步骤S4、根据所述修正公式，对PSP试验结果的每个像素点数据进行修正，得到修正过的PSP测压结果；
其中，步骤S1进一步包括：
步骤S11、在试验模型上布置PSI测压孔；
步骤S12、对压敏漆和PSP试验相机静态校准；
步骤S13、在试验模型上喷涂压敏漆，并烘干；
步骤S14、将试验模型安装至风洞中，对模型表面同时完成PSP测压和PSI测压，获得PSP试验数据和PSI试验数据，其中，PSP试验数据包含所有像素点的位置坐标(x,y)及压强分布数据Cp0_PSP(x,y)；PSI试验数据包含N个测压点的位置坐标(xi,yi)及压强分布数据Cp0i_PSI(xi,yi)，i＝1,2,…,N；
步骤S2进一步包括：
步骤S21、对N个PSI测压点的坐标位置(xi,yi)，从PSP测压原始结果中线性插值获得对应坐标位置处的压强系数Cp0i_PSP(xi,yi)；
步骤S22、根据步骤S14中的PSI试验数据中的压强分布数据Cp0i_PSI(xi,yi)和步骤S21中的压强系数Cp0i_PSP(xi,yi)，计算第i个测压点处的结果差量△Cp0i(xi,yi)＝Cp0i_PSP(xi,yi)-Cp0i_PSI(xi,yi)；
步骤S23、将N个点处的压强系数差量写为列向量形式△Cp0，其形式为：
其中，步骤S3进一步包括：
步骤S31、根据N个PSI测压点的坐标位置(xi,yi)，构建几何系数矩阵C为：
其中，Kij的计算公式为：
步骤S32、根据步骤S23中的压强系数差量向量△Cp0和步骤S31中的几何系数矩阵C，计算PSP试验结果的修正公式P为：
P＝C-1·△Cp0；
其中，步骤S4进一步包括：
步骤S41、根据N个PSI测压点的坐标位置(xi,yi)和PSP测压每一个像素点的坐标位置(x,y)，确定PSP测压每一个像素点处(x,y)的修正几何向量B(x,y)为：
B(x,y)＝[1 x y K1 K2 … KN]；
其中，Ki的计算公式为
步骤S42、根据修正公式P和修正几何向量B(x,y)，计算PSP试验每一个像素点(x,y)处的压强系数的修正值△Cp(x,y)为：
△Cp(x,y)＝B·P；
步骤S43、根据PSP试验每一个像素点(x,y)处的原始压强系数的Cp0_PSP(x,y)和压强系数修正值△Cp(x,y)，计算PSP试验每一个像素点(x,y)处的修正压强系数Cp_PSP(x,y)为：
Cp_PSP(x,y)＝Cp0_PSP(x,y)+△Cp(x,y)。
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Non-Patent Citations (5)
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|---|
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