[发明专利]高超声速风洞的温度场预测方法、电子设备及存储介质

说明书

高超声速风洞的温度场预测方法、电子设备及存储介质，属于风洞测量与控制技术领域。为解决高超声速风洞温度场控制效果不佳的问题。本发明采集高超声速风洞的工况数据，将原始数据样本集合中的输入样本进行相空间重构，得到用于模型训练的输入样本、输出样本，组成样本训练数据集、样本测试数据集，分别使用贝叶斯回归方法、支持向量回归方法、BP神经网络方法建立高超声速风洞的温度场的出口温度预测模型，将样本训练数据集对建立的三种高超声速风洞的温度场的出口温度预测模型进行训练，将样本测试数据集对建立的三种高超声速风洞的温度场的出口温度预测模型进行模型测试，得到最优的高超声速风洞的温度场的出口温度预测模型。本发明预测精确。

技术领域

本发明属于风洞测量与控制技术领域，具体涉及高超声速风洞的温度场预测方法、电子设备及存储介质。

背景技术

高超声速风洞运行方式为下吹引射式，采用自由射流试验，高超声速风洞运行马赫数不低于4，运行总压范围一般从几bar到几十bar不等。为了实现高超声速风洞运行气流不冷凝或复现实际飞行总温的目的，高超声速风洞一般在稳定段前设置加热器进行风洞内气流的加热，实现对风洞试验段温度场的控制。高超声速风洞根据运行工况不同，所需要的加热器最高加热能力范围从几百K到上千K，加热器形式包括电加热器、燃烧加热器。电加热器由若干个电加热模块组成，使用电加热管作为加热元件，由于其稳定性好、安全性高，气流纯净的优点被广泛应用于高超声速风洞设计与建设中。对于设置电加热器的高超声速风洞，在温度调节过程中，需要根据不同的进口温度和进口压力，对电加热模块的加热温度进行调节，以达到出口温度的有效控制，进而实现高超声速风洞试验段温度场的控制。影响高超声速风洞试验段温度场控制的因素主要包括：温度效应的延迟特性、风洞压力温度的耦合影响、风洞试验过程的短时性以及受环境温度的影响，目前现有高超声速风洞的温度场控制主要依赖人工经验，温度场控制效果不佳，很难完全满足试验需求。

发明内容

本发明旨在解决高超声速风洞温度场控制效果不佳的问题，进而提出一种高超声速风洞的温度场预测方法、电子设备及存储介质。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种高超声速风洞的温度场预测方法，包括如下步骤：

S1、采集高超声速风洞的工况数据，包括风洞加热器出口温度y_i、风洞加热器的h个加热模块的温度[T_i×1,T_i×2,...,T_i×h]、风洞加热器进口气流压力P_i、风洞加热器进口气流温度q_i，然后设置风洞加热器的h个加热模块的温度[T_i×1,T_i×2,...,T_i×h]、风洞加热器进口气流压力P_i、风洞加热器进口气流温度q_i为输入样本x_i，设置风洞加热器出口温度y_i为输出样本，得到原始数据样本集合i＝1,2...n，n为原始数据样本的个数，i为n中的任意一个；

S2、将步骤S1得到的原始数据样本集合中的输入样本进行相空间重构，得到用于模型训练的输入样本、输出样本，组成样本训练数据集、样本测试数据集；

S3、分别使用贝叶斯回归方法、支持向量回归方法、BP神经网络方法建立高超声速风洞的温度场的出口温度预测模型，将步骤S2得到的样本训练数据集对建立的三种高超声速风洞的温度场的出口温度预测模型进行训练；

S4、将步骤S2得到的样本测试数据集对步骤S3建立的三种高超声速风洞的温度场的出口温度预测模型进行模型测试，得到最优的高超声速风洞的温度场的出口温度预测模型。