BP神经网络在风洞模型静态测压试验结果预测中的应用研究
发布时间：2022-02-14 10:46
通过飞行器模型风洞静态测压试验,可以得到飞行器的静态性能参数,但在具体的试验过程中,由于现场条件所限仅能够得到特定试验状态下的有限的数据。为了进行更为全面的研究,文章采用BP神经网络算法,利用已测状态的试验数据,设计一个用于数值预测的BP神经网络,进行两方面的预测,一方面是在确定模型迎角的前提下,预测模型不同测压孔位置处的压力值;另一方面是在确定模型测压孔位置的前提下,预测模型不同迎角下的压力值。最终将预测结果与实际结果进行对比,两者的相对误差小于±2%。结果表明:在有限的试验状态下,BP神经网络对风洞模型静态试验结果的预测较为准确,符合实际的流动特性,可以为飞行器设计提供较为全面、可靠的试验数据。
【文章来源】：科技创新与应用. 2019,(08)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
2.3S809翼型测压孔布置图图2试验模型的示意图力机翼型S809
°~15°，翼型弦长300mm附近的压力数据进行预测，同时为了使预测结果更具有全面性，数据预测步骤主要由两部分组成。一方面是在确定模型迎角的前提下，预测模型不同测压孔位置处的压力值；另一方面是在确定模型测压孔位置的前提下，预测模型不同迎角下的压力值。5预测结果分析（1）定迎角，预测测压孔位置处的压力值在确定翼型迎角的前提下，预测流动未分离区45%弦长（225mm）、50%弦长（250mm）和流动分离区65%弦长（325mm）、70%弦长（350mm）这四处的压力值。图4是迎角13°，各个测压孔位置处压力值的预测结果与实验值的对比图。表1是预测结果与实验值的相对误差。图4迎角13°预测结果对比图表1迎角13°预测位置数据通过BP神经网络预测值与试验值进行对比，从图4中的压力曲线对比可以看出，BP神经网络预测的压力曲线与试验真值的压力曲线基本保持吻合，没有奇点存在。从表1中的相对误差结果看出，预测结果与试验真值的相对误差基本保持在2%之内，综上所述，在确定翼型S809迎角的前提下，BP神经网络针对翼型S809未分离区与分离区的测压孔位置处的压力值的预测均有着相对较好的结果。（2）定测压孔位置，预测各个迎角下的压力值确定翼型上表面测压孔位置的前提下，预测翼型迎角10°到15°这6个迎角状态下的压力值。图5是60%弦长（300mm）处，各个迎角下压力值的预测结果与实验值的对比图。表1是预测结果与实验值的相对误差。图560%弦长（300mm）处预测结果对比图表260%弦长处预测迎角数据由图5中的压力曲线对比可以看出，在确定翼型上表面
?1中的相对误差结果看出，预测结果与试验真值的相对误差基本保持在2%之内，综上所述，在确定翼型S809迎角的前提下，BP神经网络针对翼型S809未分离区与分离区的测压孔位置处的压力值的预测均有着相对较好的结果。（2）定测压孔位置，预测各个迎角下的压力值确定翼型上表面测压孔位置的前提下，预测翼型迎角10°到15°这6个迎角状态下的压力值。图5是60%弦长（300mm）处，各个迎角下压力值的预测结果与实验值的对比图。表1是预测结果与实验值的相对误差。图560%弦长（300mm）处预测结果对比图表260%弦长处预测迎角数据由图5中的压力曲线对比可以看出，在确定翼型上表面测压孔位置的前提下，预测各个迎角状态下的压力系数曲线与试验真值的压力曲线基本保持吻合。从表2的相对误差结果可以很直观地看出，不论是处于未分离区测压孔位置还是分离区测压孔位置，通过预测得到的各个迎角的压力系数与试验真值相对误差基本保持在2%之内，综上所述，在确定翼型S809上翼面测压孔位置的前提下，BP神经网络对翼型S809各个迎角下的压力预测具有相对较好的结果。6结论通过本文研究，可以得到以下结论：（1）通过风洞静态测压试验与BP神经网络的设计工具，针对风洞试验静态数据的非线性，BP神经网络可以用来预测相关数据。通过MATLAB程序设计，将BP神经网络的预测功能与风洞试验技术相结合，用两种预测步骤进行预测，结果与试验结果相对比，相对误差小于±2%，预测结果较好，精度较高。（2）针对试验角度或测压孔设置过大的情况，通过预测试验状态的压力值，可以预测出的精度较高结果，且基本符合实
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BP神经网络的泥石流平均流速预测[J]. 徐黎明,王清,陈剑平,潘玉珍. 吉林大学学报(地球科学版). 2013(01)
[2]风力机翼型动态测压试验技术研究[J]. 惠增宏,王龙,徐倩. 实验流体力学. 2012(04)
[3]半模机翼振动的风洞实验技术研究[J]. 解亚军,叶正寅,高永卫. 航空工程进展. 2012(01)
[4]翼型低速动态气动特性的实验技术研究[J]. 张理想,解亚军. 弹箭与制导学报. 2010(05)
[5]人工神经网络在食品工业中的应用[J]. 李冰,郭祀远,李琳,吴建文. 食品科学. 2003(06)
[6]BP神经网络的改进及其在滑行艇阻力估算中的应用[J]. 曹为午,石仲堃,邱辽原,韩述春. 船海工程. 2001(S2)
[7]BP人工神经网络的应用及其实现技术[J]. 单潮龙,马伟明,贲可荣,张磊. 海军工程大学学报. 2000(04)
[8]翼型低速动态测压实验的初步分析[J]. 周瑞兴,上官云信,郗忠祥,夏玉顺. 流体力学实验与测量. 1997(03)
本文编号：3624407
【文章来源】：科技创新与应用. 2019,(08)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
2.3S809翼型测压孔布置图图2试验模型的示意图力机翼型S809
°~15°，翼型弦长300mm附近的压力数据进行预测，同时为了使预测结果更具有全面性，数据预测步骤主要由两部分组成。一方面是在确定模型迎角的前提下，预测模型不同测压孔位置处的压力值；另一方面是在确定模型测压孔位置的前提下，预测模型不同迎角下的压力值。5预测结果分析（1）定迎角，预测测压孔位置处的压力值在确定翼型迎角的前提下，预测流动未分离区45%弦长（225mm）、50%弦长（250mm）和流动分离区65%弦长（325mm）、70%弦长（350mm）这四处的压力值。图4是迎角13°，各个测压孔位置处压力值的预测结果与实验值的对比图。表1是预测结果与实验值的相对误差。图4迎角13°预测结果对比图表1迎角13°预测位置数据通过BP神经网络预测值与试验值进行对比，从图4中的压力曲线对比可以看出，BP神经网络预测的压力曲线与试验真值的压力曲线基本保持吻合，没有奇点存在。从表1中的相对误差结果看出，预测结果与试验真值的相对误差基本保持在2%之内，综上所述，在确定翼型S809迎角的前提下，BP神经网络针对翼型S809未分离区与分离区的测压孔位置处的压力值的预测均有着相对较好的结果。（2）定测压孔位置，预测各个迎角下的压力值确定翼型上表面测压孔位置的前提下，预测翼型迎角10°到15°这6个迎角状态下的压力值。图5是60%弦长（300mm）处，各个迎角下压力值的预测结果与实验值的对比图。表1是预测结果与实验值的相对误差。图560%弦长（300mm）处预测结果对比图表260%弦长处预测迎角数据由图5中的压力曲线对比可以看出，在确定翼型上表面
?1中的相对误差结果看出，预测结果与试验真值的相对误差基本保持在2%之内，综上所述，在确定翼型S809迎角的前提下，BP神经网络针对翼型S809未分离区与分离区的测压孔位置处的压力值的预测均有着相对较好的结果。（2）定测压孔位置，预测各个迎角下的压力值确定翼型上表面测压孔位置的前提下，预测翼型迎角10°到15°这6个迎角状态下的压力值。图5是60%弦长（300mm）处，各个迎角下压力值的预测结果与实验值的对比图。表1是预测结果与实验值的相对误差。图560%弦长（300mm）处预测结果对比图表260%弦长处预测迎角数据由图5中的压力曲线对比可以看出，在确定翼型上表面测压孔位置的前提下，预测各个迎角状态下的压力系数曲线与试验真值的压力曲线基本保持吻合。从表2的相对误差结果可以很直观地看出，不论是处于未分离区测压孔位置还是分离区测压孔位置，通过预测得到的各个迎角的压力系数与试验真值相对误差基本保持在2%之内，综上所述，在确定翼型S809上翼面测压孔位置的前提下，BP神经网络对翼型S809各个迎角下的压力预测具有相对较好的结果。6结论通过本文研究，可以得到以下结论：（1）通过风洞静态测压试验与BP神经网络的设计工具，针对风洞试验静态数据的非线性，BP神经网络可以用来预测相关数据。通过MATLAB程序设计，将BP神经网络的预测功能与风洞试验技术相结合，用两种预测步骤进行预测，结果与试验结果相对比，相对误差小于±2%，预测结果较好，精度较高。（2）针对试验角度或测压孔设置过大的情况，通过预测试验状态的压力值，可以预测出的精度较高结果，且基本符合实
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BP神经网络的泥石流平均流速预测[J]. 徐黎明,王清,陈剑平,潘玉珍. 吉林大学学报(地球科学版). 2013(01)
[2]风力机翼型动态测压试验技术研究[J]. 惠增宏,王龙,徐倩. 实验流体力学. 2012(04)
[3]半模机翼振动的风洞实验技术研究[J]. 解亚军,叶正寅,高永卫. 航空工程进展. 2012(01)
[4]翼型低速动态气动特性的实验技术研究[J]. 张理想,解亚军. 弹箭与制导学报. 2010(05)
[5]人工神经网络在食品工业中的应用[J]. 李冰,郭祀远,李琳,吴建文. 食品科学. 2003(06)
[6]BP神经网络的改进及其在滑行艇阻力估算中的应用[J]. 曹为午,石仲堃,邱辽原,韩述春. 船海工程. 2001(S2)
[7]BP人工神经网络的应用及其实现技术[J]. 单潮龙,马伟明,贲可荣,张磊. 海军工程大学学报. 2000(04)
[8]翼型低速动态测压实验的初步分析[J]. 周瑞兴,上官云信,郗忠祥,夏玉顺. 流体力学实验与测量. 1997(03)
本文编号：3624407
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/3624407.html
