基于CFD的地表温度传感器的设计与实验研究

作     者：王亚楠 刘清惓 杨杰 薛贵璐 姚澄 WANG Yanan;LIU Qingquan;YANG Jie;XUE Guilu;YAO Cheng

作者机构：南京信息工程大学大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044 

基　　金：国家自然科学基金(41875035) 江苏省产学研合作项目(BY2022544) 江苏省研究生科研与实践创新计划(SJCX22_0334) 江苏省高校大学生创新创业训练计划(202210300011Z) 

出 版 物：《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 (Journal of Nanjing University of Information Science & Technology（Natural Science Edition）)

年 卷 期：2023年第15卷第4期

页      码：439-447页

摘      要：地面温度变化速度为每10年升高0.1℃,然而受太阳辐射的影响,在实际测量时传统防辐射罩会产生约1 K量级的太阳辐射误差.为提升地表温度测量精度,降低工作能耗,本文设计了一种基于压电振片振动加速传感器探头辐射热量扩散的温度传感器.首先利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法计算温度传感器在多物理因素下的辐射误差,然后使用神经网络算法对数据进行拟合分析,最后搭建外场实验平台,将传感器放置在真实环境中来验证方案的可行性.实验结果表明,本文提出的地表温度传感器具有较高的温度测量精度,其修正值与基准值的绝对误差和均方根误差分别为0.041℃和0.055℃,也验证了神经网络算法修正效果的优越性.

主 题 词：计算流体动力学(CFD) 温度传感器 太阳辐射误差 压电振片 神经网络 

学科分类：07[理学] 070601[070601] 0706[理学-大气科学类] 

D　O　I：10.13878/j.cnki.jnuist.20220501001

馆 藏 号：203122495...