探空温度传感器的计算流体动力学分析与实验研究

作     者：戴伟 刘清惓 杨杰 宿恺峰 韩上邦 施佳驰 Dai Wei;Liu Qing-Quan;Yang Jie;Su Kai-Feng;Han Shang-Bang;Shi Jia-Chi

作者机构：南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 南京信息工程大学大气物理学院南京210044 南京信息工程大学江苏省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 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 

基　　金：国家公益性行业(气象)科研专项(批准号:GYHY200906037 GYHY201306079) 国家自然科学基金(批准号:41275042 61306138) 江苏高校优势学科II期建设工程资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2016年第65卷第11期

页      码：155-165页

摘      要：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,运用计算流体动力学方法对珠状热敏电阻从海平面上升至20 km高空的整个过程进行数值仿真分析.并在此基础上,针对影响测温精度的太阳辐射强度和传感器倾斜角度两个因素进行分析.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.当传感器倾斜角度为90?时,珠状热敏电阻的辐射误差最小.通过麦夸特法和通用全局优化法对仿真数据进行拟合,获得不同海拔高度和太阳辐射强度下的辐射误差修正方程;为验证方程的准确性,设计和搭建太阳辐射误差模拟系统.实验结果表明,辐射误差实验测量值与修正方程修正值之间的平均偏移量为0.017 K,均方根值RMS误差为0.023 K,验证了计算流体动力学方法、麦夸特法和通用全局优化法获得辐射误差数据的准确性.

主 题 词：探空温度传感器 珠状热敏电阻 计算流体动力学 辐射误差 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.65.114701

馆 藏 号：203171616...