一种用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法及其装置，用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法包括：S1、测量流场中不同流向位置的压力脉动功率谱，以此得到流场中扰动的中心频率；S2、根据扰动的中心频率选择滤波频带，以此对不同流向位置的压力脉动时间序列进行滤波处理；S3、根据相邻流向位置的压力脉动时间序列得到扰动在相邻流向位置之间的运动时间，以此结合相邻流向位置之间的距离，最终得到扰动的相速度。上述用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法，基于压力脉动时间序列计算扰动运动相速度，具有计算速度快、占用计算资源少的特点。占用计算资源少的特点。占用计算资源少的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法及其装置


[0001]本专利技术涉及高超声速边界层扰动计算
，特别涉及一种用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法及其装置。

技术介绍

[0002]对于高超声速边界层，第二模态的频率很高，具有很大的增长率，对边界层转捩具有一定的影响，第二模态基频共振被认为是自然转捩过程中最可能发生的转捩路径。第二模态是高频声模态，在声速线和壁面之间来回反射，属于无粘不稳定性，第二模态在声速线和壁面之间来回反射，扰动主要集中在近壁附近。所以实验中一般通过使用二氧化碳流动显示技术以及PCB压力传感器研究第二模态的演化。
[0003]目前，计算扰动相速度一般通过粒子图像测速技术，但是由于高超声速边界层速度梯度大，粒子播撒不均匀等问题，这很大程度限制了粒子图像测速技术在高超声速边界层流场测量中的应用。并且粒子图像测速技术设备复杂，成本较高，占用计算资源大，所以实验中很少能够得到扰动的相速度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法，基于压力脉动时间序列计算扰动运动相速度，具有计算速度快、占用计算资源少的特点。本专利技术的另一目的是提供一种用压力脉动时间序列计算扰动相速度的装置。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法，包括：S1、测量流场中不同流向位置的压力脉动功率谱，以此得到流场中扰动的中心频率；S2、根据扰动的中心频率选择滤波频带，以此对不同流向位置的压力脉动时间序列进行滤波处理；S3、根据相邻流向位置的压力脉动时间序列得到扰动在相邻流向位置之间的运动时间，以此结合相邻流向位置之间的距离，最终得到扰动的相速度。
[0006]在一些实施例中，所述S3，包括：定义关联系数的关系式：；其中，和表示两个流向位置（），和表示在和位置的压力脉动时间序列，表示时间序列的长度，表示移动时间（）；根据关联系数的关系式找到关联系数最大值，进而得到关联系数最大值对应的移动时间，该移动时间等于扰动在相邻流向位置之间的运动时间。
[0007]在一些实施例中，所述S3，包括：
定义相速度的关系式：；其中，表示两个流向位置之间的距离，表示扰动在两个流向位置之间的运动时间；根据相速度的关系式、两个流向位置之间的距离及扰动在两个流向位置之间的运动时间得到扰动的相速度。
[0008]在一些实施例中，还包括：S4、根据扰动的相速度及流场中边界层边缘的主流速度，判断扰动是否为第二模态。
[0009]在一些实施例中，所述S4，包括：根据扰动的相速度及边界层边缘的主流速度，比较扰动的相速度与之间的关系；若扰动的相速度为，则判断扰动为第二模态。
[0010]在一些实施例中，所述S1，包括：在流场中均匀设定不同的流向位置，并在不同的流向位置设置PCB压力传感器，利用PCB压力传感器测量流场中不同流向位置的压力脉动功率谱。
[0011]在一些实施例中，所述S1，还包括：根据不同流向位置设置的PCB压力传感器的测量结果，绘制图表以显示不同流向位置的压力脉动功率谱；根据压力脉动功率谱的图表得到流场中扰动的中心频率。
[0012]在一些实施例中，所述S2，包括：选择滤波频带（，），使；根据滤波频带（，）对至少三个流向位置的压力脉动时间序列进行滤波处理，流向位置包括依次相邻的第一位置（1）、第二位置（2）和第三位置（3）。
[0013]在一些实施例中，所述S3，包括：至少三个流向位置有第一位置（1）及第二位置（2）、第二位置（2）及第三位置（3）至少两种相邻组合，根据多个相邻组合得到扰动的多个相速度，以此得到扰动的相速度沿流向的变化情况。
[0014]本专利技术还提供了一种用压力脉动时间序列计算扰动相速度的装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序时实现上述用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法的步骤。
[0015]相对于上述
技术介绍
，本专利技术所提供的用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法包括以下步骤：S1、测量流场中不同流向位置的压力脉动功率谱，以此得到流场中扰动的中心频率；S2、根据扰动的中心频率选择滤波频带，以此对不同流向位置的压力脉动时间序列进行滤波处理；S3、根据相邻流向位置的压力脉动时间序列得到扰动在相邻流向位置之间的运动时间，以此结合相邻流向位置之间的距离，最终得到扰动的相速度。
[0016]该用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法，基于压力脉动时间序列计算扰动运动相速度，具有计算速度快、占用计算资源少的特点；具体可在至少如下两方面得到应用：快速计算扰动相速度，识别扰动类型；检验/验证粒子图像测速等其他实验技术得到结
果的正确性。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的不同流向位置扰动的压力脉动功率谱的示意图；图3为本专利技术实施例提供的三个流向位置滤波得到的压力脉动时间序列信号的示意图；图4为本专利技术实施例提供的关联系数随位置时间变化的示意图；图5为本专利技术实施例提供的扰动相速度沿流向变化的示意图。
[0019]其中：1
‑
第一位置、2
‑
第二位置、3
‑
第三位置、10
‑
第一曲线、20
‑
第二曲线。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0022]请参考图1至图5，其中，图1为本专利技术实施例提供的用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法的流程示意图，图2为本专利技术实施例提供的不同流向位置扰动的压力脉动功率谱的示意图，图3为本专利技术实施例提供的三个流向位置滤波得到的压力脉动时间序列信号的示意图，图4为本专利技术实施例提供的关联系数随位置时间变化的示意图，图5为本专利技术实施例提供的扰动相速度沿流向变化的示意图。
[0023]在第一种具体的实施方式中，本专利技术提供了一种用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法，主要包括以下步骤：S1、测量流场中不同流向位置的压力脉动功率谱，以此得到流场中扰动的中心频率；S2、根据扰动的中心频率选择滤波频带，以此对不同流向位置的压力脉动时间序列进行滤波处理；S3、根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法，其特征在于，包括：S1、测量流场中不同流向位置的压力脉动功率谱，以此得到流场中扰动的中心频率；S2、根据扰动的中心频率选择滤波频带，以此对不同流向位置的压力脉动时间序列进行滤波处理；S3、根据相邻流向位置的压力脉动时间序列得到扰动在相邻流向位置之间的运动时间，以此结合相邻流向位置之间的距离，最终得到扰动的相速度。2.根据权利要求1所述的用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法，其特征在于，所述S3，包括：定义关联系数的关系式：；其中，和表示两个流向位置（），和表示在和位置的压力脉动时间序列，表示时间序列的长度，表示移动时间（）；根据关联系数的关系式找到关联系数最大值，进而得到关联系数最大值对应的移动时间，该移动时间等于扰动在相邻流向位置之间的运动时间。3.根据权利要求1所述的用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法，其特征在于，所述S3，包括：定义相速度的关系式： ；其中，表示两个流向位置之间的距离，表示扰动在两个流向位置之间的运动时间；根据相速度的关系式、两个流向位置之间的距离及扰动在两个流向位置之间的运动时间得到扰动的相速度。4.根据权利要求1所述的用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法，其特征在于，还包括：S4、根据扰动的相速度及流场中边界层边缘的主流速度，判断扰动是否为第二模态。5.根据权利要求4所述的用压力脉动时间序列计算扰动相速度的方法，其特征在于，所述S4，包括：根据扰动的相速度及边界层边缘的主流速度，比较扰...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄刚雷，陈曦，陈坚强，袁先旭，涂国华，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：