《计测技术》推荐｜航空工业计量所王毅、李鑫昊：复杂流场超声测速

导读

在航空发动机进气道、工业管道等复杂环境中，传统接触式测速方法面临流场干扰、分辨力不足等固有局限，而光学方法在烟雾、高浓度颗粒物等“视觉不透明”工况下又难以施展。超声测速技术凭借非接触、无压损、适用性强等独特优势，成为破解这一难题的关键技术路径。本文从时差法、多普勒法等主流超声测速方法的基本原理出发，深入聚焦于超声速度场重建中最为核心的病态逆问题——即如何从有限的声波传播时间测量数据中，稳定、准确地反推出整个截面的速度场分布。

复杂流场超声测速重建算法研究进展与展望

作者：李鑫昊，王毅*，张淑婷

作者单位：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所

摘要：介绍了主流超声测速方法，分别阐述了时差法、多普勒法的基本原理、计算公式，并聚焦于超声速度场重建中有病态特性的逆问题，深入剖析了最小二乘法、Tikhonov正则化、截断奇异值分解等经典反演算法的机理，对比分析了各算法的优势及不足。重点总结了应对高声速漂移与低信噪比的物理-信号联合处理策略，指出融合物理先验的深度学习、计算流体力学⁃声学仿真耦合及系统芯片化是推动复杂流场超声测速重建技术向高精度、自适应、微型化发展的核心方向，为该技术的进一步突破与工程化应用提供参考。

关键词：畸变流场；超声测速；重建算法；时差法；多普勒法；最小二乘法；Tikhonov正则化；航空发动机

作者简介

李鑫昊，主要研究方向为超声测速。

王毅，研究员，主要研究方向为流场参数测量校准。

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引用格式：李鑫昊，王毅，张淑婷. 复杂流场超声测速重建算法研究进展与展望［J］. 计测技术，2026，46（2）：78-89.

Citation：LI X H， WANG Y， ZHANG S T. Research progress and prospects of ultrasonic velocimetry reconstruction algorithms for complex flow fields［J］. Metrology & Measurement Technology， 2026， 46（2）：78-89.