戴伟
- 作品数：20 被引量：60H指数：6
- 供职机构：中国气象局更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金公益性行业(气象)科研专项江苏省科技支撑计划项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术电子电信天文地球理学更多>>
- 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
- 双加热湿度传感器的CFD分析与加热策略设计被引量：11
- 2012年
- 探空气象观测中湿度传感器表面结冰、结霜等污染物会降低其测量精度,双加热湿度传感器为该问题的解决提供了可能。为了实现对双加热湿度传感器加热策略进行优化设计,必须研究其稳态及瞬态工作状况。本文采用计算流体动力学(CFD)方法针对测量周期的四个阶段进行了优化设计。利用稳态分析模拟出两个湿度传感器不同间距下的相互影响情况。利用瞬态分析模拟出升温时间和冷却时间特性。传感器测量周期随气压不同在45 s～145 s之间变化。在探空仪上升速度为6 m/s的条件下,两个传感器之间的距离不小于3 mm时,两者互不影响。提出高空和低空两种模式加热策略,分别采用温度降幅为40℃和46℃的测量周期。
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- 关键词：计算流体动力学瞬态分析
- 云水含量传感器检定的关键科学与技术问题被引量：1
- 2011年
- 云水含量传感器是检测云中液态水含量的重要仪器。云中水的形态和颗粒大小有所不同,测量的方式方法也各不相同,这是云水含量传感器检定时要考虑的关键科学问题,同时怎样在实验的环境下进行准确的检定,有哪些技术问题需要考虑。
- 汤小伟戴伟
- 关键词：含水量微波辐射计风洞
- 探空湿度测量太阳辐射误差时空分布特征研究被引量：8
- 2015年
- 针对太阳辐射加热引起探空湿度测量产生偏干误差,采用流体动力学（CFD）软件对探空湿度测量模型施加对流-太阳辐射耦合热边界条件,模拟湿度传感器上的温度场分布,结合电容湿度传感器的工作原理和相对湿度的定义,提出了太阳辐射偏于误差修正的数值分析模型.数值分析结果表明：随着海拔高度的升高,湿度测量的太阳辐射误差随之增大;在不同的地区实施探空湿度测量,太阳辐射误差随季节变化曲线与纬度密切相关;在白天当地时间6 ～18点之间施放气球,太阳辐射误差随时间先增加再减小,当地时间正午12点时达到最大.为探空湿度测量太阳辐射误差修正的时空分布特征的研究提供了一种新的方法.
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- 关键词：湿度传感器太阳辐射流体动力学
- 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
- 基于计算流体动力学的探空温度传感器太阳辐射误差修正方法被引量：6
- 2013年
- 高空大气温度是天气预报和气候变化研究所需的关键观测资料,随着对防灾减灾和应对气候变化能力要求的提高,希望探空温度传感器的准确度达到0.1℃量级,而太阳辐射引起的误差可达3℃量级甚至更高,已成为制约探空温度观测精度提高的瓶颈。本文利用计算流体动力学(CFD)方法对探空温度传感器从地面到32 km高空不同气压和多种引线夹角以及太阳高度角条件下的辐射误差效应进行求解,获得了辐射误差—海拔高度曲线族。研究结果表明,引线夹角以及太阳高度角是太阳辐射误差的重要影响因子。海拔高度与太阳辐射误差之间呈现出随海拔高度的增加斜率不断增大的类抛物线关系。
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- 关键词：温度传感器计算流体动力学探空仪
- 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
- 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
- 一种用于气象观测的探空仪
- 本实用新型公开了一种用于气象观测的探空仪，包括探空仪壳体、温度传感器探头和用于支撑温度传感器探头的PCB板，还包括阻尼板，所述探空仪壳体内设隔热层，隔热层内设有电路板；温度传感器探头位于探空仪壳体上方，温度传感器探头通过...
- 刘清惓史苏红戴伟李敏孙冬娇张加宏
- 文献传递
- 探空温度测量太阳辐射误差的流体动力学分析被引量：10
- 2013年
- 针对太阳辐射加热导致的误差限制了温度的准确度,提出了一种新的太阳辐射加热误差修正方法——数值分析法。通过计算流体动力学CFD软件对探空温度传感器进行了地面到32km高空不同气压条件下的热数值模拟分析。在分析中考虑探空温度传感器的外部热环境情况,施加对流-太阳辐射耦合热边界条件,建立了探空温度传感器的热分析模型,并引入了表面涂层反射率和电阻体尺寸两个影响参数。分析数值仿真结果表明,海拔与太阳辐射加热误差之间并非简单的线性关系,而是随着海拔的增加斜率不断增大的曲线关系。现在业务使用的温度传感器表面涂层反射率的提高和电阻体尺寸的减小在高气压条件下降低辐射加热有明显效果,但在低气压条件下,太阳辐射对温度准确性的影响仍十分明显。
- 刘清惓戴伟杨荣康张加宏李敏
- 关键词：探空仪计算流体动力学太阳辐射
