1.一种螺旋桨空化尾流精细特征多元统计建模方法,其特征在于,其步骤为:步骤一、设定螺旋桨空化尾流全流域非定常数值计算参数,并获取螺旋桨空化尾流压力脉动数值计算信号x(i);
步骤二、获取螺旋桨空化尾流压力脉动信号处理的图谱信息;采用功率谱和解调谱对步骤一中所采集的无量纲压力脉动数值x(i)进行运算,其中功率谱采用周期图方法,解调谱采用绝对值方法,并以图形形式得到谱图数据周期图的功率谱估计:
解调谱:对采集信号x(i)取绝对值,再进行低通滤波,最后用快速傅里叶变换FFT进行频谱分析;
步骤三、提取螺旋桨空化尾流压力脉动信号特征,并与螺旋桨相应工况参数和/或螺旋桨几何形状参数进行相关性分析;具体过程为:(1)重复步骤一和步骤二,获得螺旋桨在至少五种进速系数下的功率谱图谱;
(2)提取图谱中包括轴频、二倍轴频、三倍轴频、四倍轴频、叶频、二倍叶频的幅值,并对所提取幅值取对数;
(3)将所提取的特征参数,与螺旋桨工况参数和/或螺旋桨几何形状参数进行对照分析它们之间的相关性;并找出相关性明显的特征参数,及其对应的螺旋桨工况参数和/或螺旋桨几何形状参数;
步骤四、根据步骤三的相关性分析结果,进行螺旋桨空化尾流目标特征参数到空化流场特征参数的特征关系建模;具体地:根据所得到的螺旋桨在至少五种进速系数下的线谱幅值,以螺旋桨工况参数和/或螺旋桨几何形状参数作为自变量x对线谱幅值y作一元二次多项式回归分析,得到回归模型:2
y=a2x+a1x+a0
做出显著性为95%的置信区间范围,并对回归模型曲线拟合,利用以上模型对螺旋桨线谱幅值进行特征预报,进而对噪声调制相关特征进行参考和指导;
反之,以线谱幅值作为自变量x对螺旋桨工况参数和/或螺旋桨几何形状参数y作一元二次多项式回归分析,得到回归模型;
2
y=b2x+b1x+b0
做出显著性为95%的置信区间范围,并对回归模型曲线拟合;利用以上模型可以对螺旋桨工况参数和/或螺旋桨几何形状参数的特征进行估计和判断,进而可以利用线谱幅值对螺旋桨工况和/或螺旋桨几何形状的特征进行参考和指导。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋桨空化尾流精细特征多元统计建模方法,其特征在于:利用步骤三获取的螺旋桨空化尾流压力脉动信号特征,进行螺旋桨侧斜角特征判断。
3.根据权利要求1或2所述的一种螺旋桨空化尾流精细特征多元统计建模方法,其特征在于:步骤一中在数值计算软件中输入初始条件,包括入流速度U∞,螺旋桨转速n,流体参考压力p∞,饱和蒸汽压力pv,液体流体密度ρl,螺旋桨直径D;然后根据该初始条件,得出需要的
2 2
工况条件的值,所述工况条件为进速系数J=U∞/(nD)、空化数σn=2(p∞‑pv)/(ρlnD);然后在计算软件中设定尾流场中一特定位置,并以该特定位置的压力脉动检测数据p(i),作为数值计算检测的结果;所述的螺旋桨空化尾流压力脉动数值计算信号 ρ为混合流体密度。
4.根据权利要求3所述的一种螺旋桨空化尾流精细特征多元统计建模方法,其特征在于:步骤一中所确定的尾流场特定位置A点位于螺旋桨尾流径向r=0.5R和轴向x=2R处。
5.根据权利要求4所述的一种螺旋桨空化尾流精细特征多元统计建模方法,其特征在于:所述的螺旋桨工况参数包括进速系数和空化数;所述的螺旋桨几何形状参数包括桨叶数、直径、侧斜角及盘面比。
6.根据权利要求5所述的一种螺旋桨空化尾流精细特征多元统计建模方法,其特征在于:利用步骤三获取的轴频、二倍轴频、三倍轴频、四倍轴频值进行判断和分析,对于五叶桨的功率谱低频线谱幅值近似呈线性减小分布时,即线谱幅值满足:(lgf1‑lglf2)/(lg50‑lg25)=(lgf2‑lgf3)/(lg75‑lg50)=(lgf3‑lgf4)/(lg100‑lg75)则判断螺旋桨为高侧斜螺旋桨;反之,当二倍轴频线谱较明显时,为低侧斜或无侧斜螺旋桨,其中f1为轴频,f2为二倍轴频,f3为三倍轴频,f4为四倍轴频;
对于四叶桨的功率谱低频线谱幅值呈线性减小分布时,即线谱幅值满足:(lgf1‑lglf2)/(lg50‑lg25)=(lgf2‑lgf3)/(lg75‑lg50)则判断螺旋桨为高侧斜螺旋桨;反之,当二倍轴频线谱较明显时,为低侧斜或无侧斜螺旋桨,其中f1为轴频,f2为二倍轴频,f3为三倍轴频。