脉动流速测量数据预处理.docx
《脉动流速测量数据预处理.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《脉动流速测量数据预处理.docx(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第29卷第1期2008年2月水道港 口Journal of Waterway and HarborVol. 29 No.lFeb. 2(X)8脉动流速测量数据预处理李银发,沈小雄(长沙理工大学,长沙410076)摘 要:脉动流速数据的采集到应用,由于各种干扰因素的存在,一般都需要将测量数据进行预处理。针对水槽实验所测流速数据进行了分析处理,提出了一种由3。准那么、多项式逼近法、小波变换相结合的数据处理方法。结果说明,该方法对流速测量数据的处理效果良好。关键词:脉动流速;数据处理;小波变换中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1005 - 8443(2008)01 -0068 - 0
2、4在流体物理模型实验当中,流速是一个基本的物理欣,它的准确性直接影响到其他物理枇的准确性。目 前,国内许多研究单位和大专院校广泛采用ADV或NDV(多普勒测速仪)来进行单点三维流速的测批。然 而,在流速信号的采集、量:化和传输过程中,由于测量环境、人为因素、敏感元件、整量化器和传感通道等噪声 源的干扰和影响,使脉动流速信号不同程度地受到污染(图1),特别是脉动较小的信号采集。因此,如何用 较为科学的方法对试驶采集到的流速原始数据进行预处理,以便消除这些干扰和影响就显得尤其重要。图1被污染的原始采样数据Fig. 1 Original disturbed sampling (lata1数据的来源本
3、文的原始脉动流速测量数据是在长30 m、宽1.5 m的室内水槽中得到的,试验水流为恒定流,采用了 一款由青岛诺泰克测果设备生产的高精度、仪器自身不产生零点漂移的三雄点式流速仪一NDV,这收稿日期:2007- 10- 11;修回日期:2007- 12 - 07作者简介:李银发(I984-),男,江西省鹰潭人,硕1:研究生,从事港口、海岸及近海工程专业研究。Biography: IJ Yin - fa( 1984 - ), male, master student.2008年2月李银发,等 脉动流速测量数据预处理69种流速仪探头尺寸小,采样点尺寸为距传感器(发射环能器)0.05 m(室内),具有对
4、水流的干扰性小的特点, 非常适合于复杂水流结构的流速测星。这里使用的采样频率为200 Hzo实验布置测点数为1 000 2 000 个,每个测点采样点数为2 200个。流速的脉动表现在液体在不同时刻通过空间某一固定点的流速的大小和方向都是不同的。试验数据表 明,瞬时流速虽有变化,在足够K的时间过程中它的时间平均值是不变的,其平均流速曲线大致与时间轴 平行。经过平稳性和正态性验证,大局部的测点的瞬时流速时间系列是平稳的,旦近似符合正态分布。下面 的数据处理也是建立在这个前提之下的。2数据处理过程2.1粗差的判别及剔除数据处理前,需剔除原始数据中可能出现的粗差点。前面讲过,测点的瞬时流速时间系列是
5、平稳的,R 近似符合正态分布。这样一次采样过程相当于随机过程中的一条样条曲线,也相当于对同一点的流速进行 屡次测量,所以这里可以选择常见的3a准那么粗差点剔除法。假设某个测量值= 1,2,,几)的残差M (1 r 3(7,那么认为是异常值,应予以剔除。其中残差为幻=x,-无,标准差为a = 日7新那f )2 ,平均值X = -这个判据也叫莱特准那么。有学者证明,当n值较小时,3a准那么不很可靠,特别是测衰次数/IW10时, 3仃准那么失去判断力。但是采用ADV或NDV测量脉动流速时,每个测点采样点数一般都大于2 000个,远大 于10,* f计算方便,这里取前2 048个。按照3 a准那么对前
6、面4个被污染的典型流速时间系列进行剔除处 理,为下面的处理作好准备。2.2剔除数据的取代由于脉动流速是随时间变化的,所以不易采用反复测试以检验测试结果的正确性。因此,对于检测出来 的脉动流速粗差点,剔除后必须补上一个数值,可以采取先通过预测然后取极限的方法来得到。预测方法有很多种,如一阶差分法、多项式逼近法、线性回归等,这里选择简单布效的多项式逼近法, 假如要预测第匕时刻的值,可以用 I,J,时时刻的值的.3,期-2,皿I来拟合一条二次曲线,假设其满足 二次曲线方程 = qF +加* ,那么有以下式成立以?_3 + M_3 + C =豹_3( 1)招_2 + 虬-2 + C =豹_2(2)at
7、. 1 +1+c= x,_ |(3)由式(1)、(3)可求得特定系数a、b、c,由此可预测匕时刻值为Xi=at+bti + Co根据多项式逼近法预测出第为个数据后,如果预测出来的值与依然不满足1幻-扪 0时,取上极限即= x + 3(7;当X, - x 以及平移参数b = W 其中,业 6Z)时为二进制小波变换,其离散小波函数可表示为Wj,k(n)=2-SW2M-k) j,kZ(4)因此离散后二进制小波变换形式为DWT妍(2, ,2)k) = Z /(n)V/2 S f( n)K (2Jn - k) j,k-Z(5)触=一870水道落。第29卷第I期小波变换去噪主要分3个步骤:进行多尺度小波分
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 脉动 流速 测量 数据 预处理
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【二***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【二***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。