基于现代试验设计的风洞天平校准方法 |
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引用本文: | 刘春风,王瑞庭,王雪枫,何啸天,张婷婷.基于现代试验设计的风洞天平校准方法[J].空气动力学学报,2024(3):111-118. |
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作者姓名: | 刘春风 王瑞庭 王雪枫 何啸天 张婷婷 |
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作者单位: | 中国航天空气动力技术研究院 |
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摘 要: | 风洞天平的校准精度直接决定了风洞试验的气动载荷测量精度,为了提升天平校准的质量和效率,以BCS-100天平校准系统为研究对象,基于现代试验设计方法(modern design of experiments,MDOE)开展了风洞天平校准研究。针对单因子变量法(one factor at a time,OFAT)天平校准中存在系统误差与响应量耦合的问题,采用MDOE的随机、重复和分块策略控制校准的系统误差,并选定响应面理论的中心复合设计方法生成校准矩阵。校准矩阵共计86个样本点,包括64个分级因子点、12个轴向因子点和10个中心因子点,其中所有样本点的加载顺序做随机化处理,并作为一个样本块在短时间内集中完成加载,中心因子点则用于满足重复原则。最后开展了OFAT和MDOE的对比校准,拟合载荷的残差正态概率分布显示MDOE校准中横侧向分量的样本点独立性更强,样本点残差最高可降低84%;检验载荷显示MDOE和OFAT两种方法中天平所有分量的综合加载重复性持平,MDOE校准中横侧向分量的综合加载误差最高可降低54%。研究表明MDOE能够有效降低校准的系统误差,提升横侧向小量的预测能力。
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关 键 词: | 风洞天平 校准 现代试验设计 中心复合设计 综合加载重复性 综合加载误差 |
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