紊流激励条件下的风洞颤振试验颤振边界预测方法
专利汇可以提供紊流激励条件下的风洞颤振试验颤振边界预测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种紊流激励条件下 风 洞 颤振 试验中的颤振边界预测方法，首先采集风洞试验过程中典型测点处的时域响应 信号 ，对所得信号进行趋势去除与平滑前处理，对处理后的紊流响应数据进行自相关处理，作为系统的冲激响应并进行 带通滤波 ，滤波所选 频率 由模型地面共振试验所测得的危险模态频率确定；其次对处理得到的含噪冲激响应做谱分析并进行模态参数识别，采用抗噪性能较强的MPM（matrixpencilmethod）方法识别各阶模态参数；最后按照 数据采集 时的不同风速将各阶模态的频率与阻尼比进行排列，采用直线拟合与多项式拟合相结合的方式外推颤振边界。该发明能够预测紊流激励条件下的颤振边界，改善传统的颤振判断方法，有助于提高试验的准确性与安全性。，下面是紊流激励条件下的风洞颤振试验颤振边界预测方法专利的具体信息内容。
1.一种紊流激励条件下的风洞颤振试验颤振边界预测方法，其特征在于：其包括如下步骤
（1）选取模型的弯与扭模态的测点位置粘贴传感器，在某个吹风风速下实时采集各点响应；
（2）在步骤（1）的吹风风速下，对所测响应进行趋势去除与平滑处理预处理；
（3）将每个测量通道预处理后的紊流响应信号做自相关处理；
（4）结合地面共振试验各阶模态的频率，将步骤（3）所得的各测点的自由衰减响应做频域变换并进行滤波以去除各测点所含模态之外的频域信息；
（5）采用模态参数识别矩阵束方法识别步骤（4）所得的各测点滤波后所得响应的各模态频率与阻尼比参数；
（6）在每个吹风风速下记录步骤（5）所得各模态参数，做出每阶模态阻尼比相对于风速的变化曲线，进行曲线拟合并外推阻尼比降为0的风速作为此刻测量风速下的预测边界点，并指导下一步风速的加载量；
（7）每个吹风速度下根据步骤（6）所预测的边界风速适当的选择风速进行加载，重复步骤（2）—（6），更新步骤（6）中的拟合曲线并外推新的预测点，直到当前风速与预测风速趋于一致，即判定颤振临界点。
2.如权利要求1所述的紊流激励条件下的风洞颤振试验颤振边界预测方法，其特征在于：所述紊流信号处理方法为自相关处理。
3.如权利要求1所述的紊流激励条件下的风洞颤振试验颤振边界预测方法，其特征在于：所述每个外推预测边界点将用于指导下一步风速的加载量。
紊流激励条件下的风洞颤振试验颤振边界预测方法
技术领域
背景技术
发明内容
（2）在步骤（1）的吹风风速下，对所测响应进行趋势去除与平滑处理预处理；
（3）将每个测量通道预处理后的紊流响应信号做自相关处理；
（4）结合地面共振试验各阶模态的频率，将步骤（3）所得的各测点的自由衰减响应做频域变换并进行滤波以去除各测点所含模态之外的频域信息；
（5）采用模态参数识别矩阵束方法识别步骤（4）所得的各测点滤波后所得响应的各模态频率与阻尼比参数；
（6）在每个吹风风速下记录步骤（5）所得各模态参数，做出每阶模态阻尼比相对于风速的变化曲线，进行曲线拟合并外推阻尼比降为0的风速作为此刻测量风速下的预测边界点，并指导下一步风速的加载量；
（7）每个吹风速度下根据步骤（6）所预测的边界风速适当的选择风速进行加载，重复步骤（2）—（6），更新步骤（6）中的拟合曲线并外推新的预测点，直到当前风速与预测风速趋于一致，即判定颤振临界点。
具体实施方式
（1）选取模型的弯与扭模态的测点位置粘贴传感器，在吹风过程中实时采集各点响应，采样频率为4096Hz，风速为41m/s时弯扭响应如图1所示；
（2）在该风速下，对所测响应进行趋势去除与平滑处理，以达到去除毛刺与坏点的目的，处理后的响应如图2所示；
（3）将每个测量通道预处理后的紊流响应信号做自相关处理，以达到将紊流自然激励响应转化为自由衰减响应的目的，处理后的响应如图3所示；
（4）结合地面共振试验各阶模态的频率，将步骤（3）所得的各测点的自由衰减响应做频域变换并进行滤波，以去除各测点所含模态之外的频域信息。地面共振试验的一扭频率为
18.46Hz，面内二弯的频率为13.75Hz。频域变换后这两阶模态频率分别在18.8Hz与13.9Hz左右，选取适当的频率范围进行带通滤波，滤波结果如图4所示；
（5）采用模态参数识别矩阵束方法识别步骤（4）所得的各测点滤波后所得响应的各模态频率与阻尼比参数。此风速下识别得到的扭转频率为13.94Hz,阻尼比为0.0105；弯曲频率为18.85Hz，阻尼比为0.0243；
（6）在每个吹风风速下记录步骤（5）所得各模态参数，做出每阶模态阻尼比相对于风速的变化曲线，进行曲线拟合并外推阻尼比降为0的风速作为此刻测量风速下的预测边界点，以指导下一步风速的加载量，如图5所示，此时预测边界点为42.64m/s，因此下一步风速加载为41m/s；
（7）每个吹风速度下根据步骤（6）所提供的边界风速适当的选择这两个风速之间的风速点并进行加载，重复步骤（2）—（6），更新步骤（6）中的拟合曲线并外推新的预测点，如图
6-图7所示。同时结合各风速下各测点的频谱判断会出现颤振的模态，着重考虑该模态阻尼比的变化趋势，直到当前风速与预测风速趋于一致，即可判定颤振临界点。频谱变化图如图8至图10所示，图8中的弯曲测点在42m/s突增了扭转模态的频域分支，图9中的扭转模态逐渐明显，图10中翼尖响应在41m/s时突增了扭转模态并在42m/s时变为主要模态，这都表明了该扭转模态逐渐趋于发散以至会出现颤振，这也与图6、图7中扭转外推一致。
由图7外推的预测边界点为42.063m/s，此时风速加载到了42m/s，因此此时认定加载到了边界并进行风洞停车。
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