【技术实现步骤摘要】
基于平均集合卡尔曼滤波的叶栅风洞实验工况参数修正方法
[0001]本专利技术属于航空航天实验测量领域,涉及一种基于流场数值模拟和平均集合卡尔曼滤波的叶栅风洞实验工况参数修正方法。
技术介绍
[0002]叶栅风洞实验是测量叶轮机械叶型性能的常用方法,其工况参数主要指来流攻角和来流马赫数:一般通过转动叶栅安装转盘到对应角度以获得来流攻角;来流马赫数则通过调节风洞气源的阀门或者风机转速,使实验件前部的马赫数传感器显示到给定的马赫数。然而在实际的风洞实验过程中,风洞中的气流受到风洞壁面影响,气流在流经马赫数传感器后存在损失和折转,真实吹到叶栅区域的气流马赫数和攻角并非给定的工况参数。在大攻角、高马赫数时,工况偏差一般更会为明显,严重影响了叶栅风洞实验的效果。
[0003]现有的叶栅风洞实验工况参数修正方法使用流场数值模拟并利用了叶片表面全部的测量数据,但是在叶片吸力面后50%区域一般会发生流动分离,但通常的湍流模型对分离区预测准确性较差,校正结果会被分离区预测偏差污染,影响工况参数校正结果的准确性。
[0004]所以目前叶栅风洞实验领域缺乏一种准确、可靠的工况参数修正方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是:
[0006]为了避免现有修正方法的样本数据存在流动分离导致修正错误的问题,本专利技术提供一种基于流场数值模拟和平均集合卡尔曼滤波的叶栅风洞实验工况参数修正方法。
[0007]为了解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案为:
[0008]一 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于流场数值模拟和平均集合卡尔曼滤波的叶栅风洞实验工况参数修正方法,其特征在于,包括:步骤1:浮动实验工况参数,构建多组来流工况参数样本,对每组工况参数进行流场数值模拟;步骤2:将浮动工况参数及数值流场的叶片弦长前50%区域的测点位置的相应物理量组成状态向量;步骤3:计算样本协方差矩阵,生成子样本噪声向量及噪声协方差矩阵;步骤4:计算子样本的卡尔曼滤波矩阵;步骤5:对每个子样本进行卡尔曼滤波;步骤6:对所有样本的子样本的状态向量进行平均,从平均后的状态向量中提取修正后的工况参数。2.根据权利要求1所述的一种基于流场数值模拟和平均集合卡尔曼滤波的叶栅风洞实验工况参数修正方法,其特征在于,步骤1具体如下:根据来流参数的调控精度设置浮动范围,采用拉丁超立方方法进行随机抽样,构建来流参数的样本,在湍流模型对每个样本进行叶栅流场数值计算。3.根据权利要求2所述的一种基于流场数值模拟和平均集合卡尔曼滤波的叶栅风洞实验工况参数修正方法,其特征在于,步骤2具体如下:将浮动的来流参数及其数值流场结果组建样本状态向量x
f,i
:式中,Ma
in,i
和α
i
分别为来流参数浮动后第i个样本的来流马赫数和来流攻角,表示第i个样本的流场中位于实验中前50%叶片弦长区域第j个测点位置的对应被测物理量,j=1,2,...,M,M表示验中前50%叶片弦长区域测点的数目。4.根据权利要求3所述的一种基于流场数值模拟和平均集合卡尔曼滤波的叶栅风洞实验工况参数修正方法,其特征在于,所述的被测物理量包括表面等熵马赫数、静压系数、静压。5.根据权利要求4所述的一种基于流场数值模拟和平均集合卡尔曼滤波的叶栅风洞实验工况参数修正方法,其特征在于,步骤3具体如下:步骤3
‑
1:计算样本状态向量平均值1:计算样本状态向量平均值步骤3
‑
2:计算样本协方差矩阵P:2:计算样本协方差矩阵P:步骤3
‑
3:生成噪声向量w
i,l
和噪声矩阵W
l
:其中l=1,
…
,L,表示第l个子样本,L为子样本的个数,噪声向量的长度于测点数目相同,即为一组零均值的高斯分布的随机数,其分布方差可参照测量误差,将噪声向量组合成噪声矩阵:
W
...
【专利技术属性】
技术研发人员:高丽敏,刘锬韬,但玥,李泽锐,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:
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