一种可压缩流体湍流度测量试验数据的双曲线拟合方法技术

本发明专利技术公开了一种可压缩流体湍流度测量试验数据的双曲线拟合方法。该方法包括以下步骤：(1)数据采集准备；(2)开启待测风洞，在来流马赫数M下，利用热线风速仪进行测量，获得待拟合二维散点序列；(3)利用以拉格朗日乘子神经网络为基础的迭代方法对待拟合二维散点序列进行双曲线拟合，求解得到拟合结果；(4)求解得到湍流度结果。该方法利用以拉格朗日乘子神经网络为基础的迭代方法对可压缩流体湍流度测量试验数据进行双曲线拟合，再利用拟合结果对湍流度进行求解，与以SOE方法为代表的传统方法相比，该方法湍流度求解准确度高，鲁棒性强，为可压缩流体湍流度测量试验数据双曲线拟合提供了一种可行的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种可压缩流体湍流度测量试验数据的双曲线拟合方法
本专利技术属于试验空气动力学领域，具体涉及一种可压缩流体湍流度测量试验数据的双曲线拟合方法。
技术介绍
众所周知，风洞试验是进行空气动力学研究最为有效的手段，即便是以高速发展的计算机技术为基础的数值仿真日臻完善、模型飞行试验技术日益进步的今天，开展必要的模型风洞试验仍然是飞行器研制与开发过程中进行复杂气动特性研究的一个不可或缺的环节。先进大型飞机的精细设计，对风洞试验结果精准度的要求很高，风洞流场湍流度作为一项重要的动态流场品质，会影响风洞试验结果的精准度，如飞行器力与力矩系数的计算，模型姿态角的测量，模型表面边界层转捩特性的测量等等，致使试验结果产生误差。对于飞行器设计而言即意味着升力、阻力系数等气动参数存在设计误差，进而会导致飞行器载重量存在估算误差，严重制约了飞行器的经济性与安全性。因此，精确量化评估风洞流场湍流度就显得尤为重要。热线测速技术(Hot-wireAnemometry,HWA)由于其频响高、灵敏度高、经济性好等诸多优点，是目前湍流度测量应用最为广泛的手段。在可压缩流体中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可压缩流体湍流度测量试验数据的双曲线拟合方法，其特征在于，所述的拟合方法包括以下步骤：/na.将一维热线探针安装在支杆上，并将支杆固定在夹持机构上，将整个夹持机构安装在待测风洞试验段中；/nb.开启待测风洞，在来流马赫数M下，利用热线风速仪进行测量，连续改变热线工作温度，在每个工作温度状态下记录热线风速仪输出电压E，获得待拟合二维散点序列(R,Θ)，其中，二维散点的自变量序列R＝[r

【技术特征摘要】
1.一种可压缩流体湍流度测量试验数据的双曲线拟合方法，其特征在于，所述的拟合方法包括以下步骤：
a.将一维热线探针安装在支杆上，并将支杆固定在夹持机构上，将整个夹持机构安装在待测风洞试验段中；
b.开启待测风洞，在来流马赫数M下，利用热线风速仪进行测量，连续改变热线工作温度，在每个工作温度状态下记录热线风速仪输出电压E，获得待拟合二维散点序列(R,Θ)，其中，二维散点的自变量序列R＝[r1r2…rn]T仅与热线工作温度相关，二维散点的因变量序列与热线工作温度及热线风速仪输出电压相关，n为热线工作温度的状态数，自变量与因变量符合热线风速仪在可压缩流体中的响应关系式：



式中：m为来流质量流量，T0为来流总温，Δ表示脉动值，表示平均值，以上响应关系式符合双曲线分布，其中质量流量脉动总温脉动质量流量脉动与总温脉动互相关量为待拟合求解参数；
c.利用以拉格朗日乘子神经网络为基础的迭代方法对待拟合二维散点序列(R,Θ)进行双曲线拟合，求解得到质量流量脉动总温脉动质量流量脉动与总温脉动互相关量的拟合结果；
d.利用步骤c中求解得到的拟合结果，求解湍流度Tu，湍流度Tu的定义式为：



湍流度Tu的求解结果为：



以上式中，u为来流速度，γ为来流比热比，α与β为与马赫数M和比热比γ有关的参数，其表达式为：






完...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜钰锋，林俊，王勋年，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51