一种高超声速脉动压力试验数据分析处理方法技术

本发明专利技术公开了一种高超声速脉动压力试验数据分析处理方法，基于变分模态分解实现对高超声速脉动压力试验数据进行分析处理，通过在常规高超声速风洞中，借用脉动压力传感器测得高超声速航天飞行器模型表面的脉动压力，根据风洞运行采集获得的原始试验数据，通过变分模态分解，精准计算分离出脉动压力试验数据包含的所有特征波，进而详细分析航天飞行器在高超声速条件下外表面边界层内的流动结构和转捩机理等物理现象。本发明专利技术采用变分模态分解，解决了复杂高超声速脉动压力信号处理过程中出现的虚假信号、频率和模态叠加等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高超声速脉动压力试验数据分析处理方法
本专利技术属于高超声速风洞试验
，尤其涉及一种高超声速脉动压力试验数据分析处理方法。
技术介绍
高超声速飞行器在临近空间和大气层长时间，高速度运行时，受到严酷的气动热、气动力等多物理场综合作用，其外表面边界层流动结构和转捩的发生、发展过程严重影响飞行器的气动性能，甚至可能成为高超声速飞行器是否成功的关键因素。所以弄清楚边界层的流动结构和转捩机理是一个至关重要的问题，而脉动压力试验是研究其的一个重要手段；因此，正确处理和分析由脉动压力试验获得的脉动压力数据就是最终需要解决的关键问题，正确处理高超声速脉动压力试验数据来获得模型边界层准确的物理信息，为高超声速飞行器发展提供技术支撑。传统的脉动压力试验数据分析处理方法有常规的傅里叶变换和短时的傅里叶变换以及有人应用经验模态分解(EMD)处理脉动压力信号。而常规的傅里叶变化无法给出脉动压力信号时域和频域的全貌和局部特征；短时的傅里叶变换其分辨率严重依赖于窗口的大小问题，并且这两种分析处理方法都可能出现虚假信号和频率。同时优于这两种处理方法的经验模态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高超声速脉动压力试验数据分析处理方法，其特征在于，包括：/n根据高超声速风洞试验，通过脉动压力传感器测得航天飞行器模型表面的脉动压力电压信号值y

【技术特征摘要】
1.一种高超声速脉动压力试验数据分析处理方法，其特征在于，包括：
根据高超声速风洞试验，通过脉动压力传感器测得航天飞行器模型表面的脉动压力电压信号值yi；
依据脉动压力传感器标定的系数，结合测得的脉动压力电压信号值yi，计算得到航天飞行器模型表面的脉动压力值xi；
根据航天飞行器模型表面的脉动压力值xi，得到脉动压力时序信号f(t)；
将脉动压力时序信号f(t)分解成有限个离散的子信号；其中，每个子信号为一个本征模态函数uk(t)；
对本征模态函数uk(t)进行变分模态分解，解算得到航天飞行器模型表面脉动压力在频域上的能谱分布；
根据航天飞行器模型表面脉动压力在频域上的能谱分布，对航天飞行器模型表面气体流动的物理结构本质进行分析。


2.根据权利要求1所述的高超声速脉动压力试验数据分析处理方法，其特征在于，航天飞行器模型表面气体流动的物理结构本质，包括：航天飞行器模型表面边界层流动结构和转捩机理。


3.根据权利要求1所述的高超声速脉动压力试验数据分析处理方法，其特征在于，在高超声速风洞试验中，使用的脉动压力传感器包括：高频响的PCB传感器和低频响的kulite传感器；其中，高频响PCB传感器可测得的频响范围为11KMz～1MHz，Kulite传感器可测得的频响范围为0～50KHz；通过高频响的PCB传感器和较低频响的kulite传感器获得0KHz～1MHz整个频域范围内的脉动压力电压信号值yi。


4.根据权利要求3所述的高超声速脉动压力试验数据分析处理方法，其特征在于，航天飞行器模型表面的脉动压力值xi为
xi＝ayi+b···(1)
其中，a表示脉动压力传感器标定的灵敏度系数，b表示当地标准大气压力值。


5.根据权利要求4所述的高超声速脉动压力试验数据分析处理方法，其特征在于，根据航天飞行器模型表面的脉动压力值xi，得到脉动压力时序信号f(t)，包括：
通过公式(2)，解算得到一列脉动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海燕，陈星，易翔宇，文帅，陈农，卢洪波，林键，陈勇富，孙日明，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11