超声波换能器测风阵列的优化设计
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TH765

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国家自然科学基金项目;江苏省产学研联合创新资金计划;江苏省高校自然科学研究重大项目;江苏省“六大人才高峰”计划;江苏省“信息与通信工程”优势学科资助


Optimal Design of Ultrasonic Transducer Array for Wind Measurement
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    摘要:

    为了减弱风场在超声波换能器测风阵列时产生湍流,降低湍流对信号采集精度的影响,本文分析了换能器阵列影响流场的因素,采用六个收发一体的超声波换能器,设置独立的三条测风路径,根据不同来流方向,建立了风速计算模型,结合换能器晶片的工作特性,优化了测风阵列的设计,降低了阴影效应的影响。利用FLUENT软件,通过设置不同的雷诺数、来流风速和风向参数,仿真了流场在阵列中分布特性,得到阵列速度云图和测风路径速度变化图,验证了测风阵列的优化设计,说明了所设计阵列能满足测风精度提高的要求。

    Abstract:

    In order to weaken the strength of turbulence and also reduce its effect on accuracy of the ultrasonic transducer signal acquisition,factors influencing the flow field of the transducer array are analyzed in this paper and design a new transducers array.This new array consist of six transceiver integrated ultrasonic transducers and three independent paths .According to the different flow direction, wind speed calculation model was established, combining the working characteristics of transducer chip so as to optimize the design of wind array and reduce the effect of shadows.Several typical arrays are selected to compare and analyze the flow field distribution features in the array by changing Reynolds number, wind speed and direction through the FLUENT software.With the analysis of the contour maps and speed curves,the datum of wind measuring paths in this new array meet the requirements of precision.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

行鸿彦,魏佳佳,徐伟,于祥,周慧萍.超声波换能器测风阵列的优化设计[J].仪器仪表学报,2017,38(7):1988-1995

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  • 收稿日期:2016-07-10
  • 最后修改日期:2017-07-12
  • 录用日期:2017-07-21
  • 在线发布日期: 2024-01-16
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