基于蒙特卡罗法的五孔探针测量不确定度评定

作者：马宏伟; 李鑫; 赵国松

来源：航空动力学报, 2022, 37(11): 2587-2597.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20220355

• 五孔探针
• 精度
• 测量不确定度
• 蒙特卡罗法
• 叶栅

为对五孔探针的测量精度进行评定，发展了基于统计学的蒙特卡罗法（MCM）评定五孔探针测量不确定度的流程和方法，并对比了最大误差限法和不确定度传播律法（GUM），同时研究了抽样数M对MCM评定结果的影响。该方法适用于无数学表达式的测量模型中，能考虑模型非线性的影响，概率密度函数（PDF）能更科学地表征输入量的分布，而不局限于正态分布。为了验证该方法，将五孔探针在校准风洞中进行了校准和验证。结果显示，对于风洞实验某测量点的静压，MCM提供的95%最短包含区间较GUM区间长度小11.1%，该差值占标准偏差的33.3%，表明利用MCM评估测量不确定度能引入复杂数据处理过程中非线性的影响，相比GUM评定方法具有一定的优势。将MCM应用于叶栅栅后流场五孔探针测量结果不确定度评定，发现各参数的不确定度在整个测量截面内分布情况与误差分布类似，在叶顶泄漏涡区域内测量不确定度较大，能避免相对静压无法表示的困境，同时能去除粗大误差的影响。MCM本身的统计误差可通过适当增加M来解决，需要综合考虑计算机性能和时间成本。

• 单位
  中国航天科技集团有限公司; 北京航空航天大学; 北京航天动力研究所