国家自然科学基金(41275042)
- 作品数：27 被引量：80H指数：6
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- 相关机构：南京信息工程大学中国气象局东南大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金公益性行业(气象)科研专项江苏高校优势学科建设工程项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术电子电信天文地球电气工程更多>>
- 基于流体动力学的探空温度传感器太阳辐射误差研究被引量：3
- 2016年
- 针对太阳辐射加热导致的误差显著限制了温度测量的准确度的问题,提出了基于流体动力学的太阳辐射误差的修正方法——数值分析法。建立从地面到32 km高空不同气压条件下珠状热敏电阻器探空温度传感器的误差热分析模型,通过计算流体动力学对其进行太阳辐射误差数值模拟分析。着重研究了太阳辐射方向、传感器表面涂层反射率、传感器尺寸等物理参数对太阳辐射误差的影响。研究结果表明:太阳辐射引起的温度测量误差随海拔高度的上升呈现非线性单调递增的变化趋势。当太阳辐射方向垂直于传感器正面时误差最大,增大传感器表面涂层反射率、减小传感器尺寸都能有效降低太阳辐射误差。
- 曹鸿霞顾秋峰蒋航潘晓晖储剑秋刘清惓
- 关键词：温度传感器流体动力学
- 探空温度传感器辐射误差修正的数值方法被引量：1
- 2017年
- 伴随着数值天气预报和气候变化研究精细化程度的不断提高,希望探空温度传感器的观测精度达到0.1 K数量级。为了实现此目标,基于对流换热和辐射换热理论的热平衡微分方程,建立适用于珠状热敏电阻导热对流辐射耦合计算的模型。在综合分析珠状热敏电阻热边界条件的基础上,运用伽辽金有限元法对不同太阳辐射强度和海拔高度下的珠状热敏电阻进行传热仿真分析。仿真结果表明,太阳辐射强度和海拔高度是辐射误差的重要影响因子。太阳辐射强度的增强将导致辐射误差的增大,其增大幅度随着海拔高度的增加越发显著;辐射误差随着海拔高度的增加而迅速增大,两者之间呈近似指数函数关系且单调递增。
- 戴伟刘清惓杨杰
- 关键词：有限元法
- 用于气象探测的低辐射误差温度传感器设计被引量：3
- 2015年
- 为了降低太阳辐射对温度传感器测量精度的影响,提出了一种低辐射误差温度传感器设计.该传感器系统包括不同涂层外壳的铂电阻探头、信号调理电路、嵌入式处理系统及误差修正算法构成.在不同太阳辐射强度下,利用不同涂层传感器的温升比值不变,推算出真实的大气温度.采用计算流体动力学方法（CFD）仿真计算出的辐射温升比值为2.31,实测比值为2.23.实验结果表明,通过低辐射误差温度传感器推算的温度值与真实大气温度值误差在0.09 - 0.26 C之间.与传统气象站使用的温度传感器相比,这种低辐射误差温度传感器具有精度高、响应速度快、体积小等优点.
- 邓俊刘清惓龚定祺杨杰
- 关键词：太阳辐射温度传感器计算流体动力学
- 用于气象观测的阵列式温度传感器流体动力学分析与实验研究被引量：7
- 2016年
- 传统百叶箱和防辐射罩内部的温度传感器受到太阳辐射会导致其温度高于大气真实温度,升温量可达0.8 K甚至更高.为提高大气温度观测精度,本文设计了一种阵列式温度传感器.利用计算流体动力学方法分析计算该传感器在不同环境条件下的辐射升温量,采用遗传算法对计算结果进行拟合,获得辐射升温量修正方程.为验证阵列式温度传感器的实际性能,研制了强制通风温度测量平台.将阵列式温度传感器、配有传统防辐射罩的温度传感器和强制通风温度测量平台置于相同环境下,进行大气温度观测比对实验.配有传统防辐射罩的温度传感器辐射升温量平均值为0.409 K;与前者相比,阵列式温度传感器的辐射升温量仅为0.027 K.这种阵列式温度传感器可将辐射升温引起的误差降低约93%.辐射升温量实验测量值与修正方程修正值之间的平均偏移量为0.0174 K,均方根误差为0.0215 K,该结果验证了计算流体动力学方法与遗传算法的准确性.如果配合计算流体动力学方法与遗传算法,温度测量精度有进一步提高的潜力.
- 杨杰刘清惓戴伟冒晓莉张加宏李敏
- 关键词：温度传感器传感器阵列计算流体动力学
- 具有辐射误差修正功能的自动气象站被引量：1
- 2016年
- 太阳辐射引起的气象站温度测量误差可达0.8 K以上,制约了气候变化监测和天气预报精度的提高。设计了一种具有辐射误差修正功能的自动气象站,主要由高反射率温度传感器探头、辐射传感器、风速风向传感器、高精度信号调理电路以及嵌入式处理系统等部分组成。用该气象站和强制通风温度传感器搭建了试验平台。以强制通风温度传感器作为参考,测量不同风速、不同辐射强度下的辐射误差值,利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法拟合出用辐射强度和风速计算辐射误差的修正方程,可实现辐射误差的实时修正。实验结果表明,在一定的辐射强度和风速范围内,辐射误差平均值降低到0.021 K,显著提高了气象站气温测量精度。
- 罗远鹏刘清惓杨杰
- 关键词：大气探测自动气象站温度传感器LEVENBERG-MARQUARDT算法
- 基于流体动力学的探空仪GTS1湿度测量误差修正研究被引量：12
- 2016年
- 准确的湿度垂直廓线对短期数值天气预报和中长期气候研究分析均具有重要参考价值,但太阳辐射与高空云雨等因素导致探空湿度测量精度较低.针对探空仪GTS1白天进行湿度测量时存在明显偏干误差的现象,本文建立了GTS1湿度测量结构模型,采用计算流体动力学方法重点研究了太阳辐射对GTS1湿度测量的影响,同时探讨了其防雨/防辐射罩的防雨效果.结合改进的太阳辐射计算模型,利用Fluent模拟分析了防雨/防辐射罩云雨滴轨迹和内部温度场分布,数值仿真结果表明:在垂直气流下防雨/防辐射罩基本保护湿度传感器免受高空云雨的影响,对太阳辐射也起到一定防护作用.但太阳辐射对GTS1湿度测量的偏干影响仍较显著,海拔30km左右相对误差甚至高达70%.通过与RS92及GTS1探空湿度测量中的太阳辐射偏干误差相对比,发现基于流体动力学数值计算的湿度相对误差随海拔高度的变化趋势与之基本吻合.本文也给出了理论计算与实验测量存在一定差异的原因,进而以南京探空站2014年不同季节的温度、气压、气球的上升速度等探空数据为计算参数,获取了太阳辐射误差与海拔及环境温度的关系,并对四组探空湿度廓线进行太阳辐射误差修正,提升了GTS1探空仪高空湿度测量的精度.本文研究结果为探空湿度测量太阳辐射偏干误差的有效修正提供了一定的参考.
- 冒晓莉张加宏肖韶荣刘清惓陈永戴伟杨杰
- 关键词：流体动力学
- 基于自组织网络的舰船通信系统研究
- 2022年
- 本文总结了自组织网络技术,着重分析自组织网络的定义以及特点,研究自组织网络的容量问题,重点探讨自组织网络在多信道结构下的容量问题,提出自组织网络的时间同步方法。最后对自组织网络进行仿真研究,分析在不同网络终端节点个数的情况下,网络中的数据传输的变化情况。
- 王莹
- 关键词：舰船自组织网络通信系统
- 一种阵列式探空温度传感器设计被引量：3
- 2016年
- 为降低传统探空温度传感器的横梁尾流热污染误差,设计了一种基于热电偶阵列的探空温度传感器。该传感器由铂电阻,四个热电偶组成的阵列,高精度测量电路等部分组成。采用计算流体动力学（CFD）软件FLUENT对探空温度传感器进行数值分析仿真计算。搭建了一套高空环境模拟实验装置。实验结果表明,使用阵列式热电偶作为探空温度传感器,可将横梁热辐射误差降低至横梁升温量的0.43%~8.72%,实验测量结果与仿真结果相差-3.02%~5.44%,吻合度较高。阵列式低辐射误差探空温度传感器和传统探空温度传感器相比,降低了横梁尾流在上升过程中对传感器探头的影响,具有较低的辐射误差。
- 周悦刘清惓杨杰戴伟余寅
- 关键词：传感器阵列高空探测太阳辐射计算流体动力学
- 探空温度传感器设计与辐射误差修正方法研究被引量：1
- 2018年
- 针对太阳辐射影响探空温度传感器测量精度的问题,设计一种基于24位Σ-Δ模/数转换器的高精度温度测量电路。搭建太阳辐射模拟实验平台并在高低温低气压实验箱中进行实验,提出一种利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法拟合出太阳辐射误差修正方程的方法。实验结果表明,该探空温度传感器及其算法将均方根误差从0.88℃降低至0.28℃,提高了探空温度传感器的测量精度,在高空气象探测领域具有一定的应用潜力。
- 周亚刘清惓孙启云戴伟
- 关键词：太阳辐射L-M算法
- PDP列驱动芯片能量恢复效率模型
- 2014年
- 为了分析PDP列驱动芯片的能量恢复效率,提出了2种分析模型。DPLD(double-channel p-type lateral extended drain MOS)管是列驱动芯片中能量恢复电路的核心元器件。CRC(电容-电阻-电容)等效电路模型适用于漏电流能力较弱的DPLD管;VCCS(压控电流源)模型适用于漏电流能力较强的DPLD管;测试结果显示CRC和VCCS模型都具备较高的精度,模型误差分别是2.26%和4.04%。CRC模型揭示了影响列驱动芯片能量恢复效率的因素有3个,分别是:充电时间、沟道电阻、负载电容。2种模型分析的对比结果表明,沟道电阻对列驱动芯片的能量恢复效率影响很大,使用较小沟道电阻的DPLD管可以显著提高PDP列驱动芯片的能量恢复效率。CRC和VCCS模型可用于精确预测列驱动芯片的能量恢复效率。
- 华国环刘清惓
- 关键词：分析模型
