[發明專利]一種基于多光譜輻射強度圖像計算超燃沖壓發動機燃燒室火焰溫度與發射率的方法

有效

• 申請號: 202210493693.7
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN115014776B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 孫明波;鄭樹;朱家健;李慶;才偉光;王巖;張明軒;陸強
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學;華北電力大學
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04;G01J5/00
• 代理公司: 北京惠森至誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11992
• 代理人: 王園園

1.一種基于多光譜輻射強度圖像計算超燃沖壓發動機燃燒室火焰溫度與發射率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1)利用多光譜成像設備測量超燃沖壓發動機燃燒室火焰二維多光譜輻射強度圖像；

2)基于HOTTEL發射率模型，超燃沖壓發動機燃燒室火焰光譜輻射強度可表示為：

式中，I(λ，T)為火焰光譜輻射強度，單位為W/m³/sr，c₁＝3.742×10^-16W·m²，c₂＝1.4388×10^-2m·K，κL為火焰吸收能力，λ為波長，單位為nm，T為溫度，單位為K；

3)設置火焰吸收能力κL⁰與火焰溫度T⁰作為迭代初值，所述迭代初值為任意值；

4)設置初始阻尼系數μ與縮放系數η；

5)根據擬海森矩陣H，計算迭代步長并更新阻尼系數，求解κL^k+1，T^k+1，k為迭代階數；將上一階迭代結果作為迭代初值求解火焰吸收能力與火焰溫度，直至迭代結果不隨迭代階數的增加而增加，視為迭代收斂，此時的火焰吸收能力與火焰溫度視為真實的火焰吸收能力與真實的火焰溫度，包括以下步驟：

a.根據本次迭代的火焰吸收能力、火焰溫度與阻尼系數輸入值計算擬海森矩陣；

b.根據步驟a計算所得擬海森矩陣構造增量方程計算火焰吸收能力與火焰溫度的迭代步長；

c.得到迭代步長后，可基于下式對火焰吸收能力與火焰溫度進行修正：

[κL^k+1，T^k+1]＝[κL^k，T^k]-[ΔκL^k，ΔT^k]????(2)

式中，k為迭代階數，Δ為修正值；

d.依據迭代前后的多光譜輻射強度殘差平方和對阻尼系數進行迭代修正；

e.根據更新后的火焰吸收能力與火焰溫度的變化趨勢，判斷迭代是否收斂，若收斂則執行步驟f，若未收斂則返回步驟a，將迭代修正后的火焰吸收能力、火焰溫度與阻尼系數作為下次迭代的輸入值進行上述過程；

f.輸出迭代收斂時的火焰吸收能力與火焰溫度；

6)根據所述真實的火焰吸收能力，基于以下公式計算發射率：

式中，ε(λ)為發射率，κL為火焰吸收能力，λ為波長。

2.根據權利要求1所述的基于火焰多光譜輻射強度圖像計算超燃沖壓發動機燃燒室火焰溫度與發射率的方法，其特征在于：在步驟4)中，初始阻尼系數μ設置為0.01，縮放系數η設置為10。