[发明专利]一种空腔模型脉动压力与噪声测量方法、装置及电子设备

说明书

本发明公开了一种空腔模型脉动压力与噪声测量方法、装置及电子设备，该方法基于快响压敏漆技术以及图像处理技术来测量计算空腔模型的脉动压力与噪声，不再需要通过传感器来进行测量，从而可以规避在空腔模型上安装传感器，进而可以简化空腔模型的设计难度以及加工难度，从而降低模型设计成本以及加工成本。此外，还可以进行空腔表面区域面测量，空间分辨率高，能够获取全域空腔的脉动压力和噪声数据图谱。

技术领域

本申请属于风洞光学测量试验技术图像信息处理领域，具体涉及一种空腔模型脉动压力与噪声测量方法、装置及电子设备。

背景技术

空腔结构各个领域都存在广泛应用，例如在航空航天领域内，战斗机的内埋武器舱、客机的起落架舱、超燃冲压发动机燃烧室内用于稳定火焰的凹腔等，都涉及到空腔结构。

其中，空腔非定常流动所引发的气动问题是一种非常复杂的气动现象，容易引起航空航天领域内使用空腔结构的先进飞行器产生故障，因此，有必要对空腔结构内部的脉动压力和噪声进行测量，从而更好的对空腔进行研究，以保障先进飞行器的安全。

在现有技术中，一般是采用在空腔模型内壁上安装脉动压力传感器的方式来测量空腔模型的脉动压力和噪声。在进行风洞试验时，脉动压力传感器感受到空腔气流的压力脉动，并将其转化为电信号。电信号经过放大、滤波等处理后，由脉动压力传感器的校准关系换算为实际的空腔脉动压力，并根据脉动压力与声压的关系，进一步将实际的空腔脉动压力换算为噪声。

然而，在上述过程中，脉动压力传感器的测量精度虽然较高，但也存在诸多缺陷：①因为脉动传感器突出或凹陷于空腔内表面均会对空腔流场产生干扰，造成脉动压力与噪声测量的不准确，故要求传感器与空腔模型表面严格平齐，进而使得脉动压力传感器安装难度较大。②安装脉动压力传感器需要在安装位置和走线通道对空腔模型进行开孔和开槽，加大了模型设计难度、加工难度，提高了模型设计和加工成本。③脉动压力传感器只能进行空腔表面若干点的测量，空间分辨率很低，无法完成全域面测量的要求，无法获取全域空腔的声学特性和流场结构细节。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种空腔模型脉动压力与噪声测量方法、装置及电子设备，可以对空腔表面进行大区域连续全域面测量，提高空间分辨率，且无需在空腔模型表面安装传感器，因此，对空腔流场无干扰，也无需进行开孔、开槽操作，减小了空间模型的设计难度、加工难度，也减小了空间模型的设计成本、加工成本。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种空腔模型脉动压力与噪声测量方法，所述方法包括：

S1、获取与待测量空腔模型对应的背景图像、参考图像以及试验序列图像；

S2、根据所述背景图像、所述参考图像、所述试验序列图像以及预设的快响压敏漆校准系数关系式，得到所述待测量空腔模型的脉动压力与噪声；

其中，在所述待测量空腔模型的空腔表面喷涂有快响压敏漆；

所述试验序列图像是：在通过能够激发所述快响压敏漆的激发光照射所述快响压敏漆时所拍摄得到的时序图像。

结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述S1、获取与待测量空腔模型对应的背景图像、参考图像以及试验序列图像，包括：

S11、获取第一数量的所述背景图像、所述第一数量的所述参考图像以及第二数量的所述试验序列图像；

S12、分别对所述第一数量的所述背景图像以及所述第一数量的所述参考图像进行平均处理，得到一幅所述背景图像和一幅所述参考图像，并将其分别保存到二维矩阵中；

S13、获取第二数量的所述试验序列图像，并保存到三维矩阵中。