【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高速风洞试验。更具体地说，本专利技术涉及一种基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法。
技术介绍
1、相比传统的常规闭口试验段风洞，高速自由射流风洞试验段无固壁边界的约束（试验段可被称为试验舱），因此对试验模型阻塞度和安装方式的限制较小，可开展在常规风洞中难以开展的飞行器组合动力、动态开伞、内外流耦合特性、全尺寸内埋武器分离等特种风洞试验。我国高速射流风洞相比美国、俄罗斯等航空航天大国起步较晚，但发展较快，目前试验能力达到世界先进水平。
2、高速自由射流风洞喷管口形成的大尺度高速射流对试验舱内静止空气进行强有力的冲击、剪切和夹带，流体卷起所形成的漩涡从喷管出口开始形成周期性涡脱结构，在射流剪切层中以迁移速度向下游不断发展、加强和失稳。这些涡结构与下游的收集器入口发生碰撞，形成的压力扰动逆流向上反馈、传播至喷管出口，触发新的涡脱落，从而形成一个封闭的反馈环。
3、反馈环的形成在试验舱大尺度空间射流场中诱导低频压力脉动，一方面使试验舱流场品质遭到破坏，其明显的特征在于一定速度条件下试验舱静压波动过大，由此引发流场马赫数控制精度下降；另一方面若这些低频压力脉动频率与试验舱结构部件固有频率或舱室声振频率接近，将引发强烈的结构振动，对风洞的安全运行造成一定的威胁。可见，快速准确预测反馈环形成的频率对于风洞流场品质控制、风洞安全运行、试验方案制定等具有重要的实际意义，而高速射流剪切层的迁移速度，即涡结构顺流发展演化的当地速度，是快速准确（或称为更加快速精确）预测反馈环形成频率的关键环节，但目前预
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
2、为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，包括：
3、s1、在具有稳定流场的高速自由射流风洞试验中，通过垂直调整带压力传感器的测试支架探头与高速射流剪切层区域的空间位置，以采集三组动态压力数据；
4、s2、基于对每组动态压力数据之间的互相关函数进行归一化处理，提取最大互相关系数对应的三个时间延迟值 τ1、 τ2、 τ3；
5、s3、将s2中得到的 τ1、 τ2、 τ3代入下式，以得到高速射流剪切层的迁移速度 uc：
6、
7、上式中，δ l为传感器之间的间距；为取绝对值符号。
8、优选的是，还包括：
9、s4、基于s3得到的迁移速度 uc和高速射流名义马赫数 ma n，基于下式得到射流剪切层的迁移速度比例：
10、
11、上式中， c0为风洞稳定段声速， γ为比热比。
12、优选的是，在s1中，所述压力传感器通过相配合的测试支架、弯刀机构安装在高速自由射流风洞的四自由度支撑机构上；
13、其中，所述探头通过测试支架上的倾斜仪完成调平操作；
14、所述四自由度支撑机构将探头的中心轴线与高速自由射流风洞的轴线调整为重合状态，同时使探头前缘与风洞喷管出口截面的距离为1.5d，d为喷管出口水力直径。
15、优选的是，所述压力传感器为两支，分别记为a、b，且a、b均安装在探头前端的等直段上；
16、其中，a、b在垂直y方向上均处于风洞轴线高度，与探头锥形前缘的距离分别为 l a、 l b，a、b在轴向z方向上的距离δ l为：
17、
18、上式中，，且， d为探头的直径。
19、优选的是，动态压力数据的采集方式为：
20、将a、b分别接入动态数据采集系统同一采集卡的两路通道；
21、采用系统时钟服务器同步信号，并按10k~20k的采样率进行数据采集存储；
22、在传感器至动态数据采集系统线路布置好后，通过pid控制的手持标准压力源对a、b进行分段加压校准。
23、优选的是，在s1中，所述稳定流场的高速自由射流风洞试验是指在高速射流名义马赫数 ma n条件下，启动高速自由射流风洞，调整风洞运行总压以建立稳定的高速射流流场。
24、优选的是，在s1中，三组动态压力数据的采集流程为：
25、在垂直y方向上驱动风洞四自由度支撑机构，以使探头向下运动0.4d，在剪切层上沿，延时 t1秒后采集第一组动态压力数据 t1秒；
26、驱动风洞四自由度支撑机构，使探头继续向下运动0.1d，在剪切层居中位置，延时 t2秒后，采集第二组动态压力数据 t2秒；
27、驱动风洞四自由度支撑机构，使探头继续向下运动0.1d，在剪切层下沿，延时 t3秒后，采集第三组动态压力数据 t3秒；
28、其中，d为喷管出口水力直径；三组动态压力数据均采用同样的采样频率 f s进行采样。
29、优选的是，在s2中，每组动态数据之间的互相关函数 r ab,k( τ)通过下式获得：
30、
31、上式中，下标 a和 b分别代表两支传感器，下标 k表示三组动态压力数据中的第 k组， τ代表 a和 b动态压力数据的时间延迟本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，还包括：
3.如权利要求1所述的基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，在S1中，所述压力传感器通过相配合的测试支架、弯刀机构安装在高速自由射流风洞的四自由度支撑机构上；
4.如权利要求3所述的基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，所述压力传感器为两支，分别记为a、b，且a、b均安装在探头前端的等直段上；
5.如权利要求4所述的基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，动态压力数据的采集方式为：
6.如权利要求1所述的基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，在S1中，所述稳定流场的高速自由射流风洞试验是指在高速射流名义马赫数Man条件下，启动高速自由射流风洞，调整风洞运行总压以建立稳定的高速射流流场。
7.如权利要求1所述的基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速
8.如权利要求1所述的基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，在S2中，每组动态数据之间的互相关函数Rab,k(τ)通过下式获得：
9.如权利要求8所述的基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，通过下式对各组动态压力数据互相关函数进行归一化处理：
...【技术特征摘要】
1.一种基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，还包括：
3.如权利要求1所述的基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，在s1中，所述压力传感器通过相配合的测试支架、弯刀机构安装在高速自由射流风洞的四自由度支撑机构上；
4.如权利要求3所述的基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，所述压力传感器为两支，分别记为a、b，且a、b均安装在探头前端的等直段上；
5.如权利要求4所述的基于动态压力数据获取高速射流剪切层迁移速度的方法，其特征在于，动态压力数据的采集方式为：
【专利技术属性】
技术研发人员：董宾，熊能，黄昊宇，杨党国，李聪健，徐来武，何帆，蒋明华，姚丹，蒲麒，周方奇，刘洋，曾利权，宁荣辉，严春晖，
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：
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