[發明專利]一種風洞環縫式調壓閥預置開度估算方法

有效

• 申請號: 202310394888.0
• 申請日: 2023-04-14
• 公開（公告）號: CN116108706B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 易家寧;張軍強;趙丹
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽空氣動力研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 韓立巖

1.一種風洞環縫式調壓閥預置開度估算方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、根據環縫式調壓閥的閥芯外徑、環縫式調壓閥的閥芯行程與型面母線坐標，擬合得到環縫式調壓閥的閥芯行程與環縫式調壓閥節流喉道面積的多項式；

步驟S1中所述環縫式調壓閥的閥芯行程S與環縫式調壓閥節流喉道面積A₁的多項式為：

其中，k_i為多項式中的第i項的系數，n為多項式的項數，為A₁的i次方

S2、基于步驟S1得到的環縫式調壓閥的閥芯行程與環縫式調壓閥節流喉道面積的多項式，構建環縫式調壓閥預置開度機理模型；

步驟S2的具體實現方法包括如下步驟：

S2.1、根據流量守恒定律，風洞中的氣源壓力為P_T的計算公式為：

P_Tq(λ₁)A₁＝P₀q(λ)A

其中，A為風洞試驗段入口的流通面積，P₀為風洞總壓，q(λ₁)為風洞調壓閥節流喉道位置的流量函數，q(λ)為風洞試驗段入口的流量函數；

q(λ)與馬赫數M具有以下計算公式：

S2.2、通過步驟S2.1的計算公式，可得試驗段達到風洞總壓P₀及馬赫數M時的環縫式調壓閥節流喉道面積的機理模型的計算公式為：

其中，A₁為環縫式調壓閥節流喉道面積；

S2.3、將步驟S2.2得到的表達式和步驟S1得到的多項式結合，得到環縫式調壓閥預置開度機理模型，表達式為：

其中，S_max為環縫式調壓閥的閥芯最大行程，S₀為調壓閥預置開度，k_i為多項式中的第i項的系數；

S3、基于步驟S2得到的環縫式調壓閥預置開度機理模型，計算環縫式調壓閥的預置開度；

S4、根據步驟S3得到的環縫式調壓閥的預置開度，執行流場控制，并通過運行數據對環縫式調壓閥的預置開度進行修正，直到風洞試驗結束。

2.根據權利要求1所述的一種風洞環縫式調壓閥預置開度估算方法，其特征在于，步驟S3中基于步驟S2得到的環縫式調壓閥預置開度機理模型，計算環縫式調壓閥的預置開度，在風洞超聲速工況計算參數選擇方式為：總壓設置為試驗目標總壓，馬赫數設置為常量，流場建立后馬赫數設置為流場校測得的試驗馬赫數。

3.根據權利要求2所述的一種風洞環縫式調壓閥預置開度估算方法，其特征在于，步驟S3中基于步驟S2得到的環縫式調壓閥預置開度機理模型，計算環縫式調壓閥的預置開度，在風洞亞跨聲速工況計算參數選擇方式為：當使用柵指二喉道節流方式進行試驗時，總壓設置為試驗目標總壓，馬赫數設置為試驗目標馬赫數。

4.根據權利要求3所述的一種風洞環縫式調壓閥預置開度估算方法，其特征在于，步驟S3中基于步驟S2得到的環縫式調壓閥預置開度機理模型，計算環縫式調壓閥的預置開度，在風洞亞跨聲速工況計算參數選擇方式為：當使用常規方式進行試驗時，馬赫數設置為試驗目標馬赫數，總壓設置為馬赫數的相關量，根據流場校測標模試驗數據擬合得到其關系式為：

P₀＝f(M)

其中，f(M)為馬赫數M的函數。

5.根據權利要求4所述的一種風洞環縫式調壓閥預置開度估算方法，其特征在于，步驟S4以步驟S3得的環縫式調壓閥的預置開度時間序列為輸入、以試驗測試的環縫式調壓閥的預置開度時間序列為輸出進行數據擬合，理論計算開度與實際開度接近線性關系，得到修正公式為：

S₀'＝kS₀+b

其中，S₀'為修正后的環縫式調壓閥的預置開度，k為擬合得到的一次項修正系數，b為擬合得到的常數項修正系數；

通過多次迭代修正，得到修正后的環縫式調壓閥的預置開度。