El proceso del experimento en el túnel de viento es un proceso no lineal con características de proceso complejas. La tarea principal es dominar los parámetros físicos clave y los criterios de evaluación del rendimiento durante su operación. Con el objetivo de abordar las características de múltiples modos, múltiples etapas y cambios intra-etapa en el proceso del túnel de viento, este artículo propone un método de predicción del número de Mach basado en la división por modo, etapa y dentro de la etapa. En primer lugar, se lleva a cabo la división por modo. Se utiliza principalmente el método de agrupamiento k-medias para agrupar los datos del proceso. La regla del codo se utiliza para determinar el número de grupos. El número de Mach se utiliza como variable índice para dividir el proceso en fases, y se dividen las fases en partes estables y partes transitorias según diferentes características del proceso. Considerando la no linealidad de los datos, se construye un modelo de predicción de mínimos cuadrados parciales con núcleo para el proceso estable. Considerando las características dinámicas de los datos, se construye un modelo de predicción de mínimos cuadrados parciales dinámico para el proceso transitorio. El método propuesto se ha aplicado a experimentos en túneles de viento no lineales de múltiples etapas, y se han obtenido resultados satisfactorios.