摘要：针对传统防辐射罩内气流不易流通以及其工作能耗较大的问题,提出了一种具有低辐射误差、组合自然通风与强制通风的气象温度传感器设计。首先使用计算流体动力学(CFD)仿真分析在不同环境变量和风扇速度下的辐射误差优化设计,其次利用支持向量回归(SVR)算法训练仿真结果得到预测模型,最后搭建户外实验测试平台验证本设计的可行性以及预测模型的测量精度。实验结果表明,本文提出的气象温度传感器可将测量辐射误差降低至0.05℃以内,其降低辐射效果显著且预测模型准确度高,实验值与076B强制通风防辐射罩测量值的均方根误差为0.185℃,与预测值的均方根误差是0.129℃。

摘要：为提高大气温度测量的准确度,本文设计了一种新型地面气温观测系统并推导了相应的辐射误差修正方程。首先,利用计算流体动力学(CFD)方法对该测温系统进行结构优化设计以及辐射误差量化计算。然后,利用BP神经网络算法拟合可针对多变量变化的辐射误差修正方程。最后,以076B型强制通风测温仪器的测量值作为温度基准,验证该测温系统的测温精度。实验结果表明,该新型地面气温观测系统的测量值与基准温度的均方根误差(RMSE)和绝对误差(MAE)分别为0.031℃和0.041℃。

摘要：为降低探空仪摆动对探空温度传感器观测精度的影响,针对珠状热敏电阻提出一种在三维空间对称的四引线十字型结构设计,并运用计算流体动力学方法建立珠状热敏电阻和外围空气域的流固耦合模型,对珠状热敏电阻在不同太阳照射方向和不同引线数量条件下的温度分布进行数值模拟研究。结果表明:珠状热敏电阻的四引线十字型结构能够显著降低摆动对观测精度的影响,可将太阳辐射误差的修正精度提高到0.05 K量级;同时两引线和六引线结构降低摆动影响的能力均弱于四引线结构,验证了四引线结构是目前最优的结构设计方案。

摘要：大气科学研究对地表气温观测精度有高达0.1℃甚至0.05℃的需求。然而,现有的地表气温观测仪器受到太阳直接辐射、下垫面反射辐射、长波辐射和散射辐射等影响,辐射误差可达1℃。本文设计了一种基于导流装置的地表气温观测仪器。首先,利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法量化该仪器在各种环境条件下的辐射误差;然后,在此基础上,利用极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)方法拟合可针对多变量变化的辐射误差订正方程;最后,为验证该仪器的观测精度,进行了外场比对实验。在实验过程中,以076B型强制通风气温观测仪器的测量值作为温度基准。实验结果表明,该仪器的平均辐射误差和最大辐射误差分别为0.07℃和0.15℃。该仪器辐射误差的实验测量值与订正方程提供的辐射误差订正值之间的平均偏移量、均方根误差和相关系数分别为0.033℃、0.028℃和0.703。

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.

摘要：为了降低太阳直接辐射、散射辐射、下垫面反射辐射等对现有气象站中温度传感器的影响,设计了一种多导管式球形防辐射罩。首先对防辐射罩外形结构进行设计;然后通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对风速、太阳辐射强度、太阳高度角等不同环境参数下传感器的辐射误差进行量化;接着,采用支持向量机(support vector machine,SVM)算法训练预测模型;最后,利用外场辐射误差实验平台对其辐射屏蔽效果及算法预测精度进行验证。实验结果表明,辐射误差精度可降至0.05℃量级。可见,此防辐射罩降低辐射效果显著。

摘要：自然通风防辐射罩内部的温度传感器受到太阳辐射的影响会导致其温度测量值高于大气真实温度,辐射误差可达0.8℃甚至更高。为提高气温观测精度,文中提出一种强制通风温度传感器设计。利用计算流体动力学方法(CFD)分析计算该传感器在不同环境条件下的辐射误差,采用麦夸特法对仿真数据进行拟合,获得辐射误差修正方程。结果表明,强制通风温度传感器具有较高的气温观测精度,可达0.05℃量级。CFD仿真结果和辐射误差修正方程结果之差小于0.005℃,两者具有较高的一致性。

摘要：建立和完善了燃烧室出口测温热电偶接点的换热模型 ,发展了热电偶测温辐射误差、导热误差的修正计算方法。在此基础上 ,分析了热电偶几何参数对辐射误差、导热误差的影响规律。结果表明 :热电偶接点大小、偶丝的粗细以及偶丝的长度等几何参数对辐射误差和导热误差具有显著影响 ,设计热电偶时可根据具体的使用环境对这些参数进行优化选取。