[发明专利]一种确定脉动压力风洞试验信号采样参数的方法

权利要求书

1.一种确定脉动压力风洞试验信号采样参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定输入参数，包括风洞吹风速度V、脉动压力风洞试验模型上相邻测点的最小间距D_min、试验模型设计时的尺寸比λ_L、试验模型设计时的速度比λ_V、脉动压力引起的结构振动响应时设定的截止频率f_c,p；

确定脉动压力信号采样频率，包括：

分别采用下列两式计算采样频率f_s，选取两者中的较大值；

确定样本量，计算公式为：

其中，u_α/2为标准正态分布N(0,1)的α/2分位点，δ表示绝对误差阈值，α为标准正态分布上的分位点。

2.根据权利要求1所述的确定脉动压力风洞试验信号采样参数的方法，其特征在于，所述方法还包括：确定采样时间；

分别采用下列两式计算采样时间t_s，选取两者中的较大值作为采样时间：

其中，Δf表示频率分辨率。

3.根据权利要求1所述的确定脉动压力风洞试验信号采样参数的方法，其特征在于，在确定脉动压力信号采样频率时，取最接近并且不小于中较大值的2的m次方幂指数确定采样频率。

4.根据权利要求1所述的确定脉动压力风洞试验信号采样参数的方法，其特征在于，所述确定脉动压力信号采样频率的过程包括：

对于脉动压力风洞试验模型，在该模型顺吹风气流方向上有两个相邻测点P1和P2，其水平距离为D，气流由左侧而来，风洞吹风速度为V，气流流经测点P1、P2的压力信号在时间上不同步，则延迟时间Δt为：

采样间隔时间Δt_s应不大于Δt的最小值，即采样频率f_s应满足：

式中：D_min为相邻测点的最小间距；

若存在P1、P2之间的连线与速度的矢量夹角θ，则式(2)变为

由于式(2)能够覆盖式(3)的取值范围，因此选择式(2)判定时间延迟对采样频率的限制；

在脉动压力风洞试验中，要求脉动压力风洞试验模型频率与全尺寸结构原型频率满足如下关系：

式中：L为参考长度；V为风洞吹风速度；f表示频率，下标m和p分别表示脉动压力风洞试验模型和全尺寸结构原型；

在进行全尺寸结构原型动态响应分析时，需要选取前若干阶模态，相应地会设定截止频率f_c,p，因此要求输入的脉动压力覆盖分析频带；根据式(4)所示相似律关系式，要求脉动压力风洞试验模型脉动压力截止频率满足：

根据如式(6)所示的参考长度L的相似比定义，可以将式(5)简化为如(7)所示的形式：

由式(7)可见，当已知脉动压力风洞试验模型设计的尺寸比λ_L和速度比λ_V时，就可以确定模型与全尺寸结构原型截止频率之间的关系；

动态信号采样定理要求：采样频率必须高于信号中最高频率的两倍，即：

f_s≥2f_c,m (8)

综合式(7)和式(8)，可得采样频率应满足：

综合考虑时间延迟效应和响应截止频率对采样频率的限制要求，提取式(2)和式(9)计算得到的较大值。