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基于LabWindows/CVI的风洞数据处理系统的设计与实现

作　者: 杜文鹏
导　师: 吴卫军；尹疆
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 风洞 数据处理 软件开发
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


风洞数据处理作为风洞试验不可或缺的重要环节,风洞数据处理系统性能的优劣直接影响风洞试验数据精度、试验效率、试验能力以及数据处理周期。X风洞是我国航空航天飞行器进行高速模拟试验的一座主要风洞,该风洞的数据处理系统已投入运行多年,已完成大量型号试验且系统故障频繁,该系统目前还使用的是MS-DOS操作系统,编程语言使用的是FORTRAN语言,试验数据处理程序的编写、维护、修改十分不便。随着计算机技术与航空航天技术的发展,该数据处理系统已无法适应风洞—计算机一体化的发展需要。借鉴虚拟仪器的系统设计思路,本文提出在现有的操作系统环境和使用C语言作为编程语言的情况下,搭建X风洞数据处理系统的实现方案。本文主要工作有:(1)研究目前的虚拟仪器技术,通过采用集成化的LabWindows/CVI软件开发平台设计与实现系统界面,通过交互式编程方式以及可视化的交互技术,提高程序设计的效率和可靠性。使用丰富的功能面板和库函数可方便的设计风洞数据处理系统的界面。(2)根据空气动力学理论实现了试验数据标准化处理,基于风洞测力试验的标准化处理原理和思路,设计实现了一套针对风洞测力试验的试验数据处理软件系统。系统为增加其他类型的风洞试验预留了接口,以便将来的维护和升级。(3)基于LabWindows/CVI的风洞数据处理系统相对于原数据处理系统在编程语言、操作系统以及使用的数据处理规范等方面做了更新,新的数据处理系统弥补原系统程序编写、维护、修改等方面的不足,并可方便地对X风洞试验数据进行分析处理、存储、显示以及打印。(4)风洞数据处理系统经调试与多次对比性实验,结果显示系统能精确、高效地计算出风洞试验的气动系数。结果表明,研制的标准化数据处理系统,采用坐标变换理论处理高速风洞常规测力试验数据,取得较好的效果。该系统为利用X风洞进行空气动力学研究奠定了基础。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-15
第一章 绪论  15-19
  1.1 选题背景及意义  15-16
    1.1.1 课题背景  15-16
    1.1.2 研究的意义  16
  1.2 数据处理系统的国内外研究现状分析  16-17
  1.3 论文研究目标和内容  17-18
  1.4 本文的结构  18-19
第二章 风洞数据处理系统相关原理与技术  19-35
  2.1 LABWINDOWS/CVI 软件开发环境  19-23
    2.1.1 LabWindows/CVI 语言功能与特点  20-21
    2.1.2 LabWindows/CVI 软件组成  21-22
    2.1.3 LabWindows/CVI 软件开发步骤  22-23
  2.2 风洞试验数据处理的理论基础  23-35
    2.2.1 风洞试验常用坐标轴系  23-26
    2.2.2 刚体的空间角位置描述  26-28
    2.2.3 模型姿态角  28-30
    2.2.4 流场参数  30-31
    2.2.5 气动系数  31-32
    2.2.6 截距修正  32-35
第三章 风洞数据处理系统分析  35-42
  3.1 风洞数据处理系统现状分析  35
  3.2 风洞数据处理系统必要性分析  35
    3.2.1 试验正规化建设的必然要求  35
    3.2.2 试验质量管理的必然要求  35
  3.3 风洞数据处理系统可行性分析  35-36
    3.3.1 技术可行性  35-36
    3.3.2 应用效应可行性  36
  3.4 风洞数据处理系统功能分析  36-37
    3.4.1 需求概述  36
    3.4.2 需求列表  36-37
  3.5 流程分析  37-39
  3.6 系统输入输出分析  39-42
    3.6.1 输入参数  39-40
    3.6.2 输出参数  40-42
第四章 风洞数据处理系统设计  42-60
  4.1 系统框架设计  42-45
    4.1.1 风洞数据处理系统与风洞试验的关系  42-43
    4.1.2 系统结构设计  43-44
    4.1.3 系统主控程序设计  44
    4.1.4 系统计算处理程序设计  44
    4.1.5 系统帮助程序设计  44-45
  4.2 系统程序界面设计  45-53
    4.2.1 用户界面  46-47
    4.2.2 控件  47-48
    4.2.3 GUI 源程序  48-51
    4.2.4 回调函数  51-53
  4.3 主要模块设计  53-59
    4.3.1 计算模块  53-55
    4.3.2 通道参数配置模块  55-57
    4.3.3 模型参数配置模块  57-59
  4.4 本章小结  59-60
第五章 风洞数据处理系统实现  60-76
  5.1 主控程序实现  60-63
  5.2 天平模块实现  63-65
  5.3 计算模块实现  65-68
    5.3.1 流场参数计算  65-66
    5.3.2 气动系数计算  66-68
  5.4 数据打印模块实现  68-71
  5.5 系统帮助模块实现  71-72
  5.6 软件的交互性与开放性  72-75
    5.6.1 程序员约定  72-73
    5.6.2 自定义宏  73
    5.6.3 全局变量  73-75
  5.7 本章小结  75-76
第六章 风洞数据处理系统测试与应用  76-87
  6.1 软件测试  76-79
  6.2 应用实例  79-86
    6.2.1 输入参数  80-82
    6.2.2 计算结果  82-83
    6.2.3 输出参数  83-86
  6.3 本章小结  86-87
第七章 结论与展望  87-89
  7.1 结论  87-88
  7.2 展望  88-89
致谢  89-90
参考文献  90-92

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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