[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

说明书

本发明公开了一种确定脉动压力风洞试验信号采样参数的方法，是合理选取脉动压力风洞试验中测试信号的采样频率和采样时间，为脉动压力风洞试验设计提供指导；该方法首先基于选定的输入的参数，利用推导所得公式计算确定采样频率，然后根据给定的信号样本置信度和准确度，利用推导得到的样本量计算公式得到样本量。该方法思路简单、明确，理论依据充分，有助于合理有效地确定脉动压力风洞试验中测试信号的采样频率和采样时间，兼顾信号样本量和试验周期等要求，对脉动压力风洞试验设计具有重要的指导意义。

技术领域

本发明飞机脉动压力风洞试验设计领域，涉及一种可以确定测试信号采样频率和采样时间的方法。

背景技术

测试信号的采样频率和采样时间是脉动压力风洞试验前需要确定的重要参数。若采样频率过小，就会降低信号分辨率，有可能无法涵盖需要关注的频带范围；若采样频率过大，就可能附带过多的背景噪声，降低信号质量。同样，如果采样时间过短，导致样本量太小，就不能准确地反映总体信息；如果采样时间过长，又会延长试验周期，造成人力、物力和费用的增加。因此，如何合理有效地确定采样参数十分关键。

目前在确定脉动压力风洞试验测试信号的采样频率和采样时间时，多是借鉴工程经验，缺乏理论依据，因此亟需一种可行有效的确定脉动压力风洞试验信号采样参数的方法。

发明内容

本发明提供一种确定脉动压力风洞试验信号采样参数的方法，目的是合理选取脉动压力风洞试验中测试信号的采样频率和采样时间，为脉动压力风洞试验设计提供指导。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种确定脉动压力风洞试验信号采样参数的方法，包括以下步骤：

确定输入参数，包括风洞吹风速度V、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。

进一步地，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频率t_s，选取两者中的较大值作为采样时间。

进一步地，在确定脉动压力信号采样频率时，取最接近并且不小于所述较大值的2的m次方幂指数确定采样频率。

进一步地，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，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；