高速周期振荡流场测量方法、系统、设备及介质与流程

本文件涉及高速流场测量，尤其涉及一种基于锁相和同步控制的高速周期震荡流场测量方法、系统设备及介质。

背景技术：

1、在高速流场当中，由很多结构会产生准周期性的振荡流动，如高速飞行器进气道压缩拐角分离区流动、战斗机/轰炸机内面武器弹舱的内部流动，均会产生周期性的脉动，这些周期性的振荡流动会产生严重的压力脉动，诱发强烈的噪声和结构振动，对机体产生十分不利的影响。

2、因此精确测量获取周期振荡流动的空间流场或表面流动特性十分重要，可对高速飞行器的外形设计进行指导。目前常用的测量方法有粒子图像测量(piv)获取空间速度场或者采用压敏漆(psp)测量得到表面的压力分布，但是通常情况下高速周期振荡流场的振荡频率很高，而传统流动显示测量方法的采集频率较低，捕捉不到流动的振荡变化，难以获取流动的周期变化特性，导致对流场动力学信息进行重建时缺乏相应信息。

技术实现思路

1、本发明通过提供一种基于锁相和同步控制的高速周期震荡流场测量方法、系统、设备及介质，旨在解决上述问题。

2、本发明提供一种基于锁相和同步控制的高速周期震荡流场测量方法，包括：

3、s1、通过压力传感器测量流场信息，获取流场每一个周期内的特征相位和特征值；

4、s2、同步控制器基于获取到的特征相位产生同步信号后，将同步信号发送到piv系统和psp系统；

5、s3、piv系统及psp系统在同步信号的控制下进行流场采集，获取周期内不同相位的流场信息；

6、s4、根据周期内不同相位的流场信息对周期流场进行信息拟合重构，获取流场周期振荡的直观流动图谱。

7、本发明提供一种基于锁相和同步控制的高速周期震荡流场测量系统，包括：

8、压力传感器、同步控制器、流场采集模块以及分析模块；

9、压力传感器，与同步控制器连接，用于测量流场信息并分析得到流场每一个周期内的特征相位和特征值；

10、同步控制器，与压力传感器及流场采集模块连接，用于在接收到压力传感器发送的特征相位和特征值时产生同步控制信号，并将同步控制信号发送给流场采集模块；

11、流场采集模块，与同步控制器连接，用于在同步信号的控制下进行流场采集，获取周期内不同相位的流场信息；

12、分析模块，与流场采集模块连接，用于根据周期内不同相位的流场信息对周期流场进行信息拟合重构，获取流场周期振荡的直观流动图谱。

13、本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现基于锁相和同步控制的高速周期震荡流场测量方法所述的步骤。

14、本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如基于锁相和同步控制的高速周期震荡流场测量方法所述的步骤。

15、本发明实施例通过通过不同特征相位的精确触发，控制piv或psp进行流动图像拍摄，从而对流动的速度场和压力场进行周期性的重构，提供直观深刻的物理图像，实现高速振荡准周期流场的信息获取，为高速飞行器的研制提供技术保障。

技术特征：

1.一种基于锁相和同步控制的高速周期震荡流场测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中通过压力传感器测量流场信息时，所述压力传感器的响应大于等于1mhz，分辨率大于等于10pa。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中同步信号控制的时间间隔小于等于1ns。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s3中所述piv系统及psp系统每次在相同相位下进行流场采集。

5.一种基于锁相和同步控制的高速周期震荡流场测量系统，其特征在于，包括：压力传感器、同步控制器、流场采集模块以及分析模块；

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述压力传感器的响应大于等于1mhz，分辨率大于等于10pa。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述流场采集模块具体包括：piv系统及psp系统，所述piv系统及psp系统每次在相同相位下进行流场采集。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述同步控制器产生的控制信号的控制时间间隔小于等于1ns。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4中任意一项基于锁相和同步控制的高速周期震荡流场测量方法所述的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任意一项基于锁相和同步控制的高速周期震荡流场测量方法所述的步骤。

技术总结
本发明提供了一种基于锁相和同步控制的高速周期震荡流场测量方法、系统、设备及介质，其中，方法包括：通过压力传感器测量流场信息，获取流场每一个周期内的特征相位和特征值；同步控制器基于获取到的特征相位产生同步信号后，将同步信号发送到所述PIV系统和PSP系统；PIV系统及PSP系统在同步信号的控制下进行流场采集，获取周期内不同相位的流场信息；根据周期内不同相位的流场信息对周期流场进行信息拟合重构，获取流场周期振荡的直观流动图谱。本申请通过不同特征相位的精确触发，控制PIV及PSP进行流动图像拍摄，从而对流动的速度场和压力场进行周期性的重构，提供直观深刻的物理图像，实现高速振荡准周期流场的信息获取。

技术研发人员：黄湛,李晓辉,王宏伟,任少洁
受保护的技术使用者：中国航天空气动力技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12