航空声学风洞声学测量系统研究与实现

【类型】学位论文

【作者】卢翔宇 

【关键词】 航空声学风洞 声学测量系统 相控传声器阵列 数据采集系统 测量处理软件

【摘要】航空声学风洞是开展气动声学研究的重要平台。为保证我国首座大型低速航空声学风洞尽快形成正式的试验能力,本研究构建了一套以相控传声器阵列、多路并行数据采集设备和测量处理软件为核心的声学测量系统。本文介绍了课题研究的背景和来源,论述了当前国内外开展气动声学试验的现状,并对当前气动声学测量仪器的现状进行了说明,为本课题的研究指明了方向。然后以波束形成技术为基础,推导出评价相控阵列性能的关键技术指标,并分析了测量条件对阵列分辨率和动态范围的影响。依据实际测量的需求,仿真分析了多种阵形结构的性能特点。在理论分析的基础上,成功设计并加工了一台由140只传声器构成的大型多臂螺旋形相控阵列。以测试对象和技术指标为依据,分析了气动声学试验对传声器和数据采集设备的特殊要求,并结合当今测试测量领域的前沿技术,构建了高达256通道的分布式并行数据采集系统。设计了用于扣除风洞背景噪声的频谱相减法,可以得到指定带宽内的气动噪声能量。同时分析了射流剪切层对气动噪声源识别定位的影响,并给出了相应的修正方法。对测量处理软件的开发进行了详细地说明:利用即插即用的测试技术,实现了软件对传声器信息的自动识别;设计了功能完善的系统校准功能,保证测试结果的准确性和可靠性;开发了基于TCP技术的联机运行功能,实现了系统的自动化运行;设计了完善的系统运行状态监视与故障诊断流程,提高了系统的可靠性和安全性;设计了以TDMS技术为基础的数据存储方案,实现了海量数据的规范化管理和快速查询;开发了功能完善的数据处理软件,实现了试验数据的快速处理、显示与保存。最后,以5.5m×4m航空声学风洞为试验平台,开展了一期气动声学验证性试验。考察了声学测量系统的实际应用与运行状况,得到了满意的结果。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】重庆大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】柏林

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