[发明专利]五孔探针角度特性曲线数据处理方法

说明书

技术领域

本发明属于工程测量技术领域。尤其是一种五孔探针角度特性曲线数据处理方法。

背景技术

五孔探针，如图1-3所示，是测量复杂三维流场标量和矢量特性的常用手段。因其精度高，设备简单，成本低等优点被广泛应用。目前五孔探针有两种使用方法：转动法和不转动法。转动法校准较为简单，但是使用过程中工作量大，对测量环境要求较高，需要配套准确的角度旋转设备。不转动法校准工作量大，试验校准曲线的拟合也比较麻烦，但是测量时间较短，所以大型试验多采用不转动法。

每一个五孔探针交付使用时，都会配有三条特性校准曲线，分别为：角度特性曲线、动压头特性曲线、总压特性曲线。三条特性校准曲线为五孔探针的特征曲线，是五孔探针使用的前提条件。由于加工工艺及加工误差等影响，每个五孔探针的特性校准曲线都有所不同。

五孔探针采用不转动法使用过程中，仅可以得到五个孔对应的压力值（P1、P2、P3、P4、P5），结合三条特征曲线，通过人工查图的方式可以得到空间测点风速的仰俯角Alf、侧滑角Beta、总压、动压，由此可以确定速度矢量。

以下介绍角度特性曲线的查图方法：

五个压力值通过计算得到仰俯角系数Kalf和侧滑角系数Kbeta。

Kalf=P5-P42P2-P5-P4]]>

Kbeta=P3-P12P2-P3-P1]]>

如图4所示，由Kalf(Q^*)和Kbeta(Q^*)在角度特性曲线上找到测点对应的角度特性点Q^*，而Q^*周围四个点（Q¹Q²Q³Q⁴）的对应参数（仰俯角Alf、侧滑角Beta）可以人工肉眼观察得到，通过Q¹Q²Q³Q⁴四个点的仰俯角Alf、侧滑角Beta，及Q^*与四个点的位置关系，可以通过估读得到Q^*的仰俯角Alf（Q^*）、侧滑角Beta（Q^*）。即空间流速的角度方向可以确定。

五孔探针后期数据处理的推算、查图、估读等工作的时间较长，造成工作量大，成本高的不足。为此提出设计五孔探针角度特性曲线数据处理方法的思路，将五孔探针角度特性曲线数字化，设计查询算法和插值算法实现五孔探针角度特性曲线查询自动化，大大节约人工处理工作量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种五孔探针角度特性曲线数据处理方法，将五孔探针角度特性曲线数字化，设计特性曲线查询算法和插值算法实现五孔探针角度特性曲线查询自动化，提高了数据结果精度。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种五孔探针角度特性曲线数据处理方法，方法步骤如下：

⑴将经过标定的五孔探针的校准角度特性曲线数字化，以数组形式存储到计算机中；

⑵使用五孔探针，对空间测点Q*进行测量后，采集五孔探针五个孔的测量压力值P₁、P₂、P₃、P₄及P₅，计算得到所在测点Q*的仰俯角系数Kalf（Q*）和侧滑角系数Kbeta（Q*）；