【技术实现步骤摘要】
一种基于缩比模型的整流罩相似结构外推的修正方法
本专利技术涉及一种基于缩比模型的整流罩相似结构外推的修正方法，属航天领域。
技术介绍
运载火箭在飞行过程中主要受到气动噪声和喷流噪声的影响，由燃气射流引发的气动噪声可达到160dB以上。外部噪声以宽频、随机的形式通过透射和辐射传递到整流罩内部，直接影响到有效载荷的可靠性，甚至导致整个任务失败，发生灾难性的事故。因此罩内声振环境的研究是不可或缺的一项重要内容。目前对整流罩声振环境的研究主要采用数值仿真和试验测量两种方法，数值仿真包括有限元方法(FEM)、边界元方法(BEM)和统计能量分析方法(SEA)。但是由于FEM/BEM方法仅适用于低频声振环境预示，而SEA方法仅适用于高频声振环境预示，一些混合预示方法目前也不成熟，往往需要进行试验测量。如果进行整流罩全尺寸声振环境试验，则试验成本高、难度大且不易于快速测量试验数据，需要针对火箭整流罩设计缩比模型进行试验研究。除此之外，相似结构外推法利用已有的参考数据进行计算从而得到类似结构的响应值，其简单快捷的特点契合了航天...
【技术保护点】
1.一种基于缩比模型的整流罩相似结构外推的修正方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一、构建整流罩声振试验缩比模型；/n步骤1.1、确定整流罩内噪声控制参数：所述内噪声控制参数包括：声源参数、介质参数和结构参数；/n所述声源参数：声功率W，振动频率f和声源到整流罩内部的距离R；/n所述介质参数：密度ρ
【技术特征摘要】
20190319 CN 20191020650941.一种基于缩比模型的整流罩相似结构外推的修正方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、构建整流罩声振试验缩比模型；
步骤1.1、确定整流罩内噪声控制参数：所述内噪声控制参数包括：声源参数、介质参数和结构参数；
所述声源参数：声功率W，振动频率f和声源到整流罩内部的距离R；
所述介质参数：密度ρ0和声音在介质中的传播速度c0；
所述结构参数：密度ρs，弹性模量Es，泊松比νs，直径ds，厚度hs和阻尼比ζ；
则整流罩内部声压p与所述内噪声控制参数的函数关系式为：
p＝F(W,R,f；ρ0,c0；ρs,Es,νs,ds,hs,ζ)(1)
步骤1.2、将ρ0、c0和W作为基本量，内噪声控制参数的函数，即式(1)转化为无量纲关系，并根据相似律进行简化，得到整流罩内声场的缩比公式：
缩比模型与原模型的介质参数和结构材料均相同，则ρ0，c0，ρs，Es，νs和ζ6个有关参数与原模型保持相同，即，
(ρ0,c0；ρs,Es,νs,ζ)＝const(3)
则式(2)简化为
根据相似律，若要使整流罩缩比模型内声场psc与原模型内声场p相等，则要满足：
根据式(3)将式(5)简化为：
式中Rsc表示缩比模型声源到整流罩内部的距离，Wsc表示缩比模型声源声功率，fsc表示缩比模型振动频率，ds,sc表示缩比模型整流罩直径，hs,sc表示缩比模型整流罩厚度；R表示原模型声源到整流罩内部的距离，W表示原模型声源声功率，f表示原模型振动频率，ds表示原模型整流罩直径，hs表示原模型整流罩厚度；
步骤1.3、根据步骤1.1的整流罩内噪声控制参数，得到整流罩壁面振动加速度的功率谱密度G与所述内噪声控制参数的函数关系式为：
G＝F(W,R,f；ρ0,c0；ρs,Es,νs,ds,hs,ζ)(7)
将ρ0、c0和W作为基本量，则式(7)转化为无量纲关系，并根据相似律进行简化，同时缩比模型与原模型的介质参数和结构材料均相同，则得到整流罩壁面振动加速度功率谱密度的缩比公式：
根据相似律和式(6)将式(9)简化为：
当原模型与缩比模型的缩比比例为k时，根据步骤1.2所得的整流罩内声场缩比公式，步骤1.3所得的整流罩壁面振动加速度功率谱密度缩比公式，可知
式中Gsc表示缩比模型壁面振动加速度功率谱密度，即得到火箭整流罩声振试验缩比模型；
步骤二、整流罩动态特性与尺寸存在一定的关系，由于缩比模型整流罩与新整流罩的尺寸存在差异，导致相似结构外推法的误差增大；为了减小误差，针对步骤一得到的火箭整流罩声振试验缩比模型数据，运用缩比准则，得到参考整流罩的数据，使参考整流罩与新整流罩在尺寸上相同，即ds,r＝ds,n，则缩比模型与参考模型的缩比比例k＝d...
【专利技术属性】
技术研发人员：荣吉利，范博超，程修妍，项大林，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。