三杯式风速计特性分析与实验研究

摘要

风杯式风速计是应用极为广泛的测风传感器，它具有测风范围大、强度高、耐腐蚀等优点。目前所使用的三杯式风速计的测风元件——风杯，大多是凭经验和试验确定的，并没有完善的理论基础作指导，以至于没有明确风速计的线性度（即风速计的转速和实际风速的线性关系）都受风杯哪些参数的影响，具体影响的大小以及哪些参数是主要的影响因素。
　　本论文通过优化风杯的几何形状、回转半径等参数，明确风速计的线性度以及其动态响应特性都受哪些参数的影响，以便设计出线性度更好的风杯结构；同时改善风速计的动力学特性，以便能比较准确地测量风速，并为三杯式风速计的实际应用与使用维护提供理论依据。
　　本文利用流场仿真软件ADINA，对风杯在大气中的运动进行仿真，通过改变风杯结构参数，如回转半径和杯口直径，模拟出不同结构参数的风杯在大气中的运动特性，并据此结果分析结构参数对风杯动静态特性的影响。
　　长春气象仪器研究所希望改变现有的EC9-1风速计杯套的材料和尺寸，以降低其生产成本，其主要目的是改善风速计的动静态特性。而风速计的动静态特性与风速计转动体的转动惯量有关，为此本文利用三线扭摆法测量了风杯的转动惯量，以验证利用Pro/E软件求得的转动惯量，为分析风杯的动静态特性提供依据；同时改变风杯结构参数，通过风洞实验求得不同转动惯量下的风速计动静态特性，并对仿真结果进行验证。

目录

三杯式风速计特性分析与实验研究

CHARACTERISTICS ANALYSIS ANDEXPERIMENTAL RESEARCH ON THETHREE-CUP ANEMOMETER

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 风速计的种类

1.3 国内外风速计的研究及发展现状

1.4 课题的提出及论文的主要内容

第2章 三杯式风速计的理论分析

2.1 引言

2.2 三杯式风速计的工作原理及杯形选择

2.3 风杯结构的设计和计算

2.4 三杯式风速计的静态特性

2.5 三杯式风速计的动态特性

2.6 三杯式风速计的测风误差分析

2.7 本章小结

第3章 风速计动静态特性的仿真分析

3.1 引言

3.2 计算流体力学基础理论

3.3 ADINA 软件仿真结果及其分析

3.4 本章小结

第4章 风杯组件转动惯量的测量及风速计静态特性的实验研究

4.1 引言

4.2 转动惯量的测量

4.3 风速计静态特性的试验研究

4.4 本章小结

结 论

参考文献

附 录

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