[发明专利]一种近壁运动激波识别方法

说明书

本发明涉及一种近壁运动激波识别方法，其特征在于，包括：获取壁面动态压力数据；识别所述壁面动态压力数据的压力陡升子曲线；根据所述压力陡升子曲线，提取激波信息；判断激波运动方向。本发明一种近壁运动激波识别方法，可以提供经过壁面测点的激波个数、强度、出现和离开时刻、运动方向等信息，为深入分析噪声与运动激波的关系提供重要的数据支撑。

技术领域

本发明涉及空气动力学技术领域，更具体地说，涉及一种近壁运动激波识别方法。

背景技术

运动激波广泛存在于超声速空腔流动、激波抖振、爆轰波传播等流动中。这些运动激波往往携带较强的压力扰动，沿着壁面高速运动，是壁面噪声的主要来源。准确识别这些沿着壁面运动的激波，对于认识壁面噪声的产生和传播机理至关重要。

Buning和Steger分析发现激波前后的法向马赫数Ma_n分别大于和小于1，通过提取Ma_n＝1的等值面可得到激波面形状。Kanamori和Suzuki发展了基于特征线理论的三维定常激波识别方法。Akhlaghi等运用边缘检测算法，成功地提取出数值或试验纹影中的激波结构。Liu等将深度学习应用于海量流场数据的后处理分析，使激波识别的速度提升了3倍。整体来看，目前大部分激波识别算法主要对空间流场数据进行处理分析，而缺少对时序流场数据的激波进行识别。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述的缺陷，提供一种近壁运动激波识别方法，包括：

获取壁面动态压力数据；

识别所述壁面动态压力数据的压力陡升子曲线；

根据所述压力陡升子曲线，提取激波信息；

判断激波运动方向。

优选地，所述获取壁面动态压力数据包括：

通过数值计算或者进行风洞试验获取壁面动态压力数据。

优选地，所述激波信息包括：压力测点的激波个数、强度、出现和离开时刻、运动方向。

优选地，所述识别所述壁面动态压力数据的压力陡升子曲线包括：识别压力信号出现陡然升高的特征。

优选地，以10^-7秒～10^-8秒为时间步长来进行数值计算。

优选地，选用高频动态压力传感器来进行风洞试验。

优选地，所述识别压力信号出现陡然升高的特征包括：

压力上升时，曲线斜率提高；

压力增量变大时，子曲线两端的差值变大；

压力陡升子曲线的斜率和高度差满足条件：

其中，(t_m，p(t_m))对应压力陡升子曲线的起点，(t_n，p(t_n))对应压力陡升子曲线的终点，α为斜率限制因子，p_rms为测点P处的脉动压力均方根值，c_∞为自由来流声速，δ为流向网格尺度，β为高度差限制因子。

优选地，所述判断激波运动方向包括：利用测点P附近测点的流场信息。

优选地，所述测点P附近测点包括测点P的左侧和右侧。

实施本发明的近壁运动激波识别方法，具有以下有益效果：通过获取壁面动态压力数据，识别所述壁面动态压力数据的压力陡升子曲线，根据所述压力陡升子曲线，提取激波信息，从而判断激波运动方向；可以提供经过壁面测点的激波个数、强度、出现和离开时刻、运动方向等信息，为深入分析噪声与运动激波的关系提供重要的数据支撑。