CN115183982B - 一种大型低速风洞脉动压力试验数据处理方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种大型低速风洞脉动压力试验数据处理方法及设备，属于风动试验领域。方法如下：在风洞试验现场采集试验前风洞静压、试验中风洞静压、试验前脉动压力和试验中脉动压力；将试验中脉动压力减去试验前脉动压力加上试验前风洞静压减去试验中风洞静压得到试验中真实压力；对试验中真实压力求平均得到当地静压；将试验中真实压力减去当地静压得到当地脉动压力；将当地脉动压力均方根除以试验中风洞速压得到脉动压力系数均方根；对当地脉动压力进行傅里叶变换计算脉动压力功率谱密度，为风洞试验数据分析提供依据。本发明提高了试验效率，对风洞静压、速压等数据实时采集，计算的当地脉动压力准确度高。

Description

一种大型低速风洞脉动压力试验数据处理方法及设备
技术领域
本发明属于风动试验领域，具体涉及一种大型低速风洞脉动压力试验数据处理方法及设备。
背景技术
大型低速风洞是马赫数0.4以下空气压缩性影响可以忽略不计的大尺寸风洞，是用动力装置驱动一股模拟真实大气情况又可控制的气流，以供各种气动试验使用的设备。风洞一般由试验段、调压缝、扩压段、拐角导流片、风扇、稳定段与收缩段等主要部分构成，试验段特征尺寸达到8m以上量级。风洞试验中通过改变模型的姿态如迎角、侧滑角等模拟真实飞行状态，可以在模型表面感兴趣的位置布置脉动压力传感器，测量试验中模型不同状态下的脉动压力特性。
脉动压力是作用在模型表面的动态压力，一般使用脉动压力传感器进行测量。脉动压力传感器体积小、灵敏度高，固有频率高，是一种利用压电晶体的压电效应，将加于脉动压力传感器膜片上的压力传给压电晶体时，晶体表面产生与压力成正比的电荷。通过测量系统测出传感器的电荷量，电荷放大器可将电荷信号转换成所需的电信号，从而实现了对压力参数的测量。在实际的大型低速风洞脉动压力试验中，存在脉动压力测量点多、试验数据量大等问题,以往的风洞脉动压力数据处理方法只能分析单一迎角或侧滑角的试验数据，无法满足大型低速风洞脉动压力试验的需求，因此，需要一种大型低速风洞脉动压力试验数据处理方法。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种大型低速风洞脉动压力试验数据处理方法，解决现有的数据处理方法效率低的问题,本发明数据处理方法能够实现连续变迎角或侧滑角试验数据的处理，以及计算结果的快速合并。
本发明所采用的技术方案如下：一种大型低速风洞脉动压力试验数据处理方法，步骤如下：
步骤一，在风洞试验现场采集试验前风洞静压
Figure 678411DEST_PATH_IMAGE001
、试验中风洞静压
Figure 332378DEST_PATH_IMAGE002
、试验前脉动压力
Figure 199839DEST_PATH_IMAGE003
(t)和试验中脉动压力
Figure 49984DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤二，通过公式（1）得到试验中真实压力
Figure 702813DEST_PATH_IMAGE005
；
Figure 980211DEST_PATH_IMAGE006
（1）
步骤三，对试验中真实压力
Figure 351280DEST_PATH_IMAGE005
求平均得到当地静压
Figure 739536DEST_PATH_IMAGE007
；
步骤四，通过公式（2）得到当地脉动压力
Figure 964981DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 892574DEST_PATH_IMAGE009
（2）
步骤五，通过公式（3）得到当地脉动压力均方根P rms ，通过公式（4）得到脉动压力系数均方根CP rms ，
Figure 469049DEST_PATH_IMAGE010
（3）
CP rms =P rms /q 风洞 （4）
其中，q 风洞为试验中风洞速压，T为测量时长，t为测量时间点；
步骤六，通过公式（5）对当地脉动压力
Figure 395416DEST_PATH_IMAGE011
进行傅里叶变换，从而得出脉动压力功率谱密度
Figure 475368DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 845301DEST_PATH_IMAGE013
（5）。
本发明的另一目的是提供一种用于风洞试验的计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器处理执行所述计算机程序实现如上试验数据处理方法，计算出各通道的脉动压力系数均方根和脉动压力功率谱密度的数据，为风洞试验数据分析提供依据。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果为：本发明能够对风洞静压、速压等数据实时采集，计算当地脉动压力准确度高，有效地提高了整体的试验效率。
附图说明
图1为大型低速风洞脉动压力试验数据处理流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种大型低速风洞脉动压力试验数据处理方法，步骤如下：
步骤一，在风洞试验现场通过风洞速压管实测试验前风洞静压
Figure 377913DEST_PATH_IMAGE001
、试验中风洞静压
Figure 373551DEST_PATH_IMAGE002
，通过脉动压力传感器实测试验前脉动压力
Figure 308009DEST_PATH_IMAGE003
(t)、试验中脉动压力
Figure 848843DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤二，通过公式（1）得到试验中真实压力
Figure 134331DEST_PATH_IMAGE005
；
Figure 402501DEST_PATH_IMAGE006
（1）
步骤三，对试验中真实压力
Figure 457045DEST_PATH_IMAGE005
求平均得到当地静压
Figure 699938DEST_PATH_IMAGE007
；
步骤四，通过公式（2）得到当地脉动压力
Figure 207143DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 279004DEST_PATH_IMAGE009
（2）
步骤五，通过公式（3）得到当地脉动压力均方根P rms ，通过公式（4）得到脉动压力系数均方根CP rms ，
Figure 204366DEST_PATH_IMAGE010
（3）
CP rms =P rms / q 风洞 （4）
其中，q 风洞为试验中风洞速压（通过风洞速压管实测），T为测量时长，t为测量时间点；
步骤六，通过公式（5）对当地脉动压力
Figure 70691DEST_PATH_IMAGE011
进行傅里叶变换，从而得出脉动压力功率谱密度
Figure 330771DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 940744DEST_PATH_IMAGE013
（5）。
实施例2
本实施例提供一种用于风洞试验的计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器处理执行所述计算机程序实现如实施例1提供的试验数据处理方法，计算出各通道的脉动压力系数均方根和脉动压力功率谱密度的数据，为风洞试验数据分析提供依据。以分析飞机模型在同一风速下，连续改变5个迎角的脉动压力数据为例，以往的数据处理方法需要手动选择数据依次计算，而本发明的大型低速风洞脉动压力试验数据处理方法能自动计算5个迎角的全部数据，并完成计算结果的整合，直接反馈给试验人员判断飞机模型的脉动压力特性，减少选错数据的几率，节省约一半的数据分析与提取时间，有效地提高了整体的试验效率。

Claims (2)

1.一种大型低速风洞脉动压力试验数据处理方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一，在风洞试验现场采集试验前风洞静压
Figure 885758DEST_PATH_IMAGE001
、试验中风洞静压
Figure 957620DEST_PATH_IMAGE002
、试验前脉动压力
Figure 132249DEST_PATH_IMAGE003
(t)和试验中脉动压力
Figure 732995DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤二，通过公式（1）得到试验中真实压力
Figure 743807DEST_PATH_IMAGE005
；
Figure 353780DEST_PATH_IMAGE006
（1）
步骤三，对试验中真实压力
Figure 382916DEST_PATH_IMAGE005
求平均得到当地静压
Figure 685721DEST_PATH_IMAGE007
；
步骤四，通过公式（2）得到当地脉动压力
Figure 918251DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 331914DEST_PATH_IMAGE009
（2）
步骤五，通过公式（3）得到当地脉动压力均方根P rms ，通过公式（4）得到脉动压力系数均方根CP rms ，
Figure 215557DEST_PATH_IMAGE010
（3）
CP rms =P rms / q 风洞 （4）
其中，q 风洞为试验中风洞速压，T为测量时长，t为测量时间点；
步骤六，通过公式（5）对当地脉动压力
Figure 689263DEST_PATH_IMAGE011
进行傅里叶变换，从而得出脉动压力功率谱密度
Figure 403230DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 355005DEST_PATH_IMAGE013
（5）。
2.一种用于风洞试验的计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器处理执行所述计算机程序实现如权利要求1所述的 试验数据处理方法，计算出各通道的脉动压力系数均方根和脉动压力功率谱密度的数据。
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