[发明专利]一种风洞环缝式调压阀预置开度估算方法

说明书

一种风洞环缝式调压阀预置开度估算方法，属于风洞运行与流场控制研究领域。为达到风洞环缝式调压阀预置开度选取合理、风洞流场快速建立的目的。本发明根据环缝式调压阀的阀芯外径、环缝式调压阀的阀芯行程与型面母线坐标，拟合得到环缝式调压阀的阀芯行程与环缝式调压阀节流喉道面积的多项式，基于得到的环缝式调压阀的阀芯行程与环缝式调压阀节流喉道面积的多项式，构建环缝式调压阀预置开度机理模型；计算环缝式调压阀的预置开度；根据得到的环缝式调压阀的预置开度，执行流场控制，并通过运行数据对环缝式调压阀的预置开度进行修正，直到风洞试验结束。本发明快速适应各类工况条件，改善风洞流场控制指标，提高试验效率。

技术领域

本发明属于风洞运行与流场控制技术领域，具体涉及一种风洞环缝式调压阀预置开度估算方法。

背景技术

暂冲式风洞的驱动形式是通过调节风洞环缝式调压阀，令事先储存在气罐内的压缩空气进入风洞，提供风洞运行所需要的压力比。为降低能源消耗、增加有效试验运行时间，风洞应快速建立流场，目前流场控制采用开-闭环结合的控制策略，即先将风洞环缝式调压阀固定于预置开度，令流场快速接近稳定，再切换闭环控制进行精确调节。其中，风洞环缝式调压阀预置开度的选取决定了流场的建立速度，但目前风洞环缝式调压阀预置开度的选取多依赖人工经验，缺少对不同工况的适应性，同时，因不同工程师个体差异，风洞环缝式调压阀预置开度的选取结果往往不甚理想。

发明内容

本发明要解决的问题是达到风洞环缝式调压阀预置开度选取合理、风洞流场快速建立的目的，提出一种风洞环缝式调压阀预置开度估算方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种风洞环缝式调压阀预置开度估算方法，包括如下步骤：

S1、根据环缝式调压阀的阀芯外径、环缝式调压阀的阀芯行程与型面母线坐标，拟合得到环缝式调压阀的阀芯行程与环缝式调压阀节流喉道面积的多项式；

S2、基于步骤S1得到的环缝式调压阀的阀芯行程与环缝式调压阀节流喉道面积的多项式，构建环缝式调压阀预置开度机理模型；

S3、基于步骤S2得到的环缝式调压阀预置开度机理模型，计算环缝式调压阀的预置开度；

S4、根据步骤S3得到的环缝式调压阀的预置开度，执行流场控制，并通过运行数据对环缝式调压阀的预置开度进行修正，直到风洞试验结束。

进一步的，步骤S1中所述环缝式调压阀的阀芯行程S与环缝式调压阀节流喉道面积的多项式为：

；

其中，为多项式中的第 i项的系数， n为多项式的项数，为的 i次方。

进一步的，步骤S2的具体实现方法包括如下步骤：

S2.1、根据流量守恒定律，风洞中的气源压力为的计算公式为：

；

其中，A为风洞试验段入口的流通面积，为风洞总压，为风洞调压阀节流喉道位置的流量函数，为风洞试验段入口的流量函数；

与马赫数M具有以下计算公式：

；

S2.2、通过步骤S2.1的计算公式，可得试验段达到风洞总压及马赫数M时的环缝式调压阀节流喉道面积的机理模型的计算公式为：

；

其中，为环缝式调压阀节流喉道面积；