[发明专利]提升风洞环状缝隙调压阀特性曲线实用性的方法

说明书

本发明公开了一种提升风洞环状缝隙调压阀特性曲线实用性的方法，在进气管道端以及稳定段分别设置相配合的阀前总压测点、阀后总压测点；基于阀后总压测点值，采用逆向计算的方式得到稳定段和风洞进气管道总压压比与调压阀阀门相对位置开度的调压特性曲线；在目标马赫数给定稳定段总压的条件下，根据调压特性曲线，计算出不同气源压力条件下的阀门位置开度。本发明提供一种提升风洞环状缝隙调压阀特性曲线实用性的方法，通过将调压阀阀前阀后总压测点分别向进气管道端和稳定段移动，实现了阀前阀后总压的精确测量，彻底解决了传统测点位置受到阀门绕流影响造成总压根本无法准确测量，无法实现风洞实际运行工况下的阀门特性准确计算的问题。

技术领域

本发明涉及暂冲式高速风洞控制领域,更具体地说，本发明涉及一种提升风洞环状缝隙调压阀特性曲线实用性的方法。

背景技术

目前，随着先进飞行器研制的跨越式发展，为了满足型号研制的需求，对风洞流场品质要求越来越高。在高速风洞领域，为了提高风洞流场品质，通常采用大收缩比的稳定段的设计方案。该设计方案的优势可以有效提高风洞湍流度指标，对准确模拟飞行器表面转捩位置和气流分离有较大益处。但是缺陷是显著增大了稳定段的容积，使得通过进气管道进入稳定段的气体存在明显的迟滞效应，较大程度的影响了该类风洞的总压控制精度。由于迟滞效应的影响，传统基于稳定段压力反馈的总压闭环控制策略很难在较短的控制周期内消除该迟滞效应，实现总压的快速精确闭环控制，只能增加控制周期，增加调节时长来实现总压的闭环控制。存在的劣势是：一是显著增加的风洞总压控制时间，增大的风洞能源消耗，不利于提高风洞试验效率；二是对控制参数的调试和整定要求很高，如果参数匹配不好，容易造成总压控制震荡和发散，超声速时极易引起超声速流场的破坏，造成正激波回退，使得试验模型出现较大幅度的振动，严重时，风洞设备和试验模型都存在巨大的安全风险。为了解决总压大滞后的问题，在控制逻辑上采用了基于调压阀位置闭环控制的总压控制策略，该控制策略的优势是在压力迟滞效应严重的启动阶段，需要根据准确的调压阀阀门特性曲线，采用阶梯位置控制策略：即启动时采用调压阀大开度，实现稳定段气体的快速充压需求，满足高开切换点后，调压阀迅速采用低开度，实现稳定段启动过程过充气体的快速排放，满足低开切换点后，调压阀迅速转入稳态闭环控制。通过调试，采用该控制策略很好的解决了大容积稳定段压力迟滞对总压控制带来的诸多问题和试验风险。但是该控制策略的缺点是需要高度依赖准确的阀门特性曲线。如果计算给定的阀门特性曲线不准，无法实现基于调压阀阀门阶梯位置开度控制策略对总压迟滞效应的预期结果，反而会严重干扰总压的控制效果，因此准确计算出有效的阀门特性曲线至关重要。

发明内容

本发明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。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种提升风洞环状缝隙调压阀特性曲线实用性的方法，在进气管道端以及稳定段分别设置相配合的阀前总压测点、阀后总压测点；

基于阀后总压测点值，采用逆向计算的方式得到稳定段和风洞进气管道总压压比与调压阀阀门相对位置开度的调压特性曲线；

在目标马赫数给定稳定段总压的条件下，根据调压特性曲线，计算出不同气源压力条件下的阀门位置开度。

优选的是，所述阀前总压测点用于在风洞闸阀前的进气管道上测量风洞气源来流总压P_0气源；

所述阀后总压测点用于在风洞稳定段出口位置测点测量稳定段总压P₀；

在稳定段出口位置处布置有对风洞稳定段总温T₀进行测量的总温测点；

在稳定段的出口位置处布置有对风洞稳定段静压P进行测量的静压测点。

优选的是，所述逆向计算被配置为包括：