【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于虚拟现实，特别是涉及一种基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法及系统。
技术介绍
1、开式转子发动机，也被称为无导管螺旋桨风扇发动机，它将涡轮螺旋桨发动机和涡扇发动机的优势完美结合，能够在高速环境下，以低燃油消耗率实现更高的性能。然而由于叶片转速高，没有外壳保护，一旦叶片损坏，机身就会严重损坏，这就限制了开式转子发动机的应用。近年来，高油价导致航空公司的运营成本飙升，为了减少燃油消耗，航空发动机制造商已经开始关注开式转子发动机。1948年，美国兰利航空实验室就已经尝试探索开式转子发动机的噪声问题，并且取得了令人满意的成绩。随后在20世纪70至90年代，美国航空航天局实施的先进桨扇项目更加深入地探索了高速螺旋桨的潜力，并且通过风洞实验、飞行实验等方法，证实其即使处于马赫数为0.7-0.8的环境中，也能够保持良好的推力。nasa、ge和美国国家宇航局研究中心都采用风洞实验，来探究转速、叶片数量、叶片负荷、轴线间隔等因素如何影响开式转子发动机的噪声水平，从而提取出有价值的信息。随着技术的不断改善，越来越多的学者和企业深入探索开式转子发动机的空气动力学性质，尤其是噪声问题。目前，美国通用电气公司与法国斯奈克玛公司正在进行开式转子发动机项目，该项目有望将燃油消耗降低20％，但噪音仍然是设计中一个具有挑战性的因素。孙晓峰、李晓东、刘沛清、严成忠等学者，都已经就螺旋桨和桨扇的噪声特征展开了深入的理论探讨。此外，为进一步深入探索该领域，中国空间技术研究院在5.5m×4m航空声学风洞实验室进行了详细的实验，以获得更加准确的模型
技术实现思路
1、技术方案，为了解决上述
技术介绍
中的技术问题，本专利技术以缩尺寸开式转子发动机模型为研究对象，对其低速风洞噪声数据(风洞尺寸为9英尺×15英尺)进行处理，能够得到全尺寸开式转子发动机的飞行噪声数据；再通过合成噪声源、修正传播路径、设置接收器进行可听化过程，最后在混合现实环境下对缩尺寸开式转子发动机模型、低速风洞环境、飞行噪声数据进行可视化。
2、本专利技术的第一目的是提供一种基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，包括：
3、s1：获取下列文件：缩尺寸开式转子发动机性能和声学数据、国际标准大气环境数据；
4、s2：对所述文件进行预处理：获取低速风洞试验1英尺无损失频谱密度psdtest、背景频谱密度spltest、各测量点的平均静压ptunnel、各测量点对应频率f、试验件缩尺寸比例dfullscale/drig、飞行马赫数mflight；
5、s3：计算全尺寸开式转子发动机的飞行噪声数据；具体包括：
6、s301、在每一测量点，将1英尺无损失频谱密度psdtest转换为风洞测试声压级spltest，将背景频谱密度psdtare转换为背景声压级spltare；
7、s302、将背景声压级spltare从风洞测试声压级spltest中移除，以获得校正后的风洞测试声压级spltunnel；
8、s303、读取风洞马赫数mtunnel、各测量点的平均静压ptunnel和国际标准大气压pisa，将校正后的风洞测试声压级spltunnel数据转换为静态声压级splstatic；
9、s304、读取飞行马赫数mflight、风洞马赫数mtunnel、国际标准大气压pisa和飞行高度对应压强pflight，将静态声压级splstatic转换为飞行状态声压级splflight；
10、s305、读取各测量点对应频率f、试验件缩尺寸比例dfullscale/drig，将飞行状态声压级splflight、各测量点对应频率f通过试验件缩尺寸比例dfullscale/drig进行调整为全尺寸飞行声压级splflightfullscale、全尺寸频率fflightfullscale；
11、s4：对所述全尺寸飞行声压级数据splflightfullscale、全尺寸频率fflightfullscale进行可听化处理得到噪声音频；
12、s5：利用混合现实技术搭建三维低速风洞试验环境，对全尺寸开式转子发动机的飞行噪声数据进行可视化，并展示噪声音频。
13、优选地：在s301中，具体的转换公式包括：
14、spltest＝psdtest+10log10(δf)
15、spltare＝psdtare+10log10(δf)
16、其中，spltest是风洞测试声压级，psdtest是1英尺无损失频谱密度，spltare是背景声压级，psdtare是背景频谱密度，δf是频率分段宽度。
17、优选地：s301包括：
18、将700hz以下的低频噪声数据从结果中移除，将低频噪声数据替换为100hz时具有10db下降点的二次函数值；
19、或者引入标准的二阶滤波器模型；
20、对于移除风洞背景声压级后存在的负声压级数据都作设0处理：
21、
22、优选地：在s303中，转换公式为：
23、
24、其中，偶极子源的源运动指数为sme，发射角θe由几何角θg计算得到；
25、θe＝θe-arcsin(mtunnelsinθg)。
26、优选地：在s304中，转换公式为：
27、
28、优选地：在s305中，调整公式为：
29、splflightfullscale＝splflight+20log10(dfullscale/drig)
30、fflight＝f/(1-mflightcosθe)
31、fflightfullscale＝fflight/(dfullscale/drig)
32、其中，splflightfullscale是全尺寸飞行声压级，splflight是飞行状态声压级，dfullscale/drig是试验件缩尺寸比例，mflight是飞行马赫数，θe是发射角，f是各测量点对应频率，ffligght为缩尺寸飞行状态频率，fflightfullscale是全尺寸频率。
33、优选地：s4中，可听化处理包括：首先将全尺寸飞行声压级数据、全尺寸频率经过半圆域插值、1/3倍频程带整合处理以及使用移动中位数滤波器分离提取出宽频和单音噪声数据，然后对宽频和单音噪声数据使用傅里叶逆变换合成噪声音频。
34、本专利技术的第二目的是提供一种基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化系统，包括：
35、基础数据准备模块：获取下列文件：缩尺寸开式转子发动机性能和声学数据、国际标准大气环境数据；
36、数据预处理模块：对所述文件进行预处理：获取低速风洞试验1英尺无损失频谱密度p本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，在S301中，具体的转换公式包括：
3.根据权利要求1所述基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，S301包括：
4.根据权利要求1所述基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，在S303中，转换公式为：
5.根据权利要求1所述基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，在S304中，转换公式为：
6.根据权利要求1所述基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，在S305中，调整公式为：
7.根据权利要求1所述基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，S4中，可听化处理包括：首先将全尺寸飞行声压级数据、全尺寸频率经过半圆域插值、1/3倍频程带整合处理以及使用移动中位数滤波器分离提取出宽频和单音噪声数据，然后对宽频和单音噪声数据使用傅里叶逆变换合成噪声音频。
8.一种基
9.一种实现权利要求1-7任一项所述基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法的信息数据处理终端。
10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-7任一项所述的基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，在s301中，具体的转换公式包括：
3.根据权利要求1所述基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，s301包括：
4.根据权利要求1所述基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，在s303中，转换公式为：
5.根据权利要求1所述基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，在s304中，转换公式为：
6.根据权利要求1所述基于混合现实开式转子发动机噪声可听可视化方法，其特征在于，在s305中，调整公式为：...
【专利技术属性】
技术研发人员：张青，蒋思毅，杨晓军，许永嘉，朱茂盛，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：
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