[發明專利]一種一維熱線探頭測量亞音速管流上下游噪聲源的方法

在審

• 申請號: 202110915152.4
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN113607377A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 朱博;陳欽;王寧
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心設備設計與測試技術研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 陳一鑫

該發明公開了一種一維熱線探頭測量亞音速管流上下游噪聲源的方法，流場測試技術領域。通過測量熱線輸出脈動電壓與靈敏度系數之間的擬合曲線，判斷噪聲來源方向及頻率特征。本發明的一維熱線探頭測量亞音速管流上下游噪聲源的方法，探頭安裝簡單易行，使用方便，可以有效解決狹窄管道上下游噪聲定位問題。采用的一維熱線探頭空間分辨率高，熱絲長度小于2毫米，熱絲直徑小于5微米，可以深入狹窄空間；熱線探頭對流場擾流小；熱線探頭安裝簡單易行；熱線信號頻率響應高，有效頻率可以達到300KHz。以上優點相比使用傳統噪聲傳感器測量定位管流噪聲源具有一定優勢。

技術領域

本發明屬于流場測試技術領域，具體涉及一種一維熱線探頭測量亞音速管流上下游噪聲源的方法。

背景技術

熱線風速儀(簡稱熱線)是流場測試技術領域的常用設備，通常用于流體速度和湍流度測量，是測量風洞流場湍流度的最主要手段，但是，還未見用于管道流動的上下游噪聲源測量。基于熱絲對流體速度、密度和溫度敏感的特點，采用熱線探頭測量亞音速管流上下游噪聲源的方法，探頭安裝簡單易行，使用方便，可以有效解決狹窄管道上下游噪聲定位問題。

一維熱線探頭測量亞音速管流上下游噪聲源的方法，采用的一維熱線探頭空間分辨率高，熱絲長度小于2毫米，熱絲直徑小于5微米，可以深入狹窄空間；熱線探頭對流場擾流小；熱線探頭安裝簡單易行；熱線信號頻率響應高，有效頻率可以達到300KHz。以上優點相比使用傳統噪聲傳感器測量定位管流噪聲源具有一定優勢。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種一維熱線探頭測量亞音速管流上下游噪聲源的方法，探頭安裝時，使熱絲垂直于來流方向，采用變熱線過熱比測量方法，獲得熱絲在連續變過熱比下的輸出電壓值信號，根據這一組數據作出電壓值與熱絲靈敏度系數之間擬合曲線，根據擬合曲線特征確定流場的主要噪聲來源方向。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案：一種一維熱線探頭測量亞音速管流上下游噪聲源的方法，該方法包括：

步驟1：將一維熱線探頭的熱絲垂直于來流方向安裝于流場核心流中；

步驟2：在流場中連續改變熱絲過熱比獲得一組熱線儀輸出電壓數據，熱絲過熱比a＝(R_w-R₀)/R_w，其中，R_w為熱線在流場中加熱時的工作電阻，R₀為熱線在流場中的非工作電阻；

步驟3：根據公式1獲得熱絲工作電壓的無量綱脈動值θ與熱絲靈敏度系數無量綱值r之間的擬合關系曲線，橫坐標值為r，縱坐標值為θ；

其中，

r＝F_CTA/G_CTA

式中，e′是熱線過熱比下的工作電壓值均方根偏差；是熱線過熱比下的工作電壓均值；T′是流場總溫脈動均方根偏差；是流場總溫脈動均值；是流場總溫脈動值；ρ是流場密度，ρ′是流場密度均方根偏差，是流場密度均值；u是流場速度，u′是流場速度均方根偏差，是流場速度均值；是流場質量流脈動值；a_w是熱絲過熱比；A和B是熱線校準常系數；a_*是熱絲的電阻溫度系數；R_*是熱絲參考電阻值；η是熱絲恢復系數；R_e是熱絲未通電加熱時在流場中的電阻；Re是流場雷諾數；T₀是氣流總溫；k是熱線變過熱比函數的斜率；

步驟4：根據θ與r的擬合曲線特征判斷亞音速管流噪聲來源；