风杯式风速计

　　风杯式风速计是应用极为广泛的测风传感器，它具有测风范围大、强度高、耐腐蚀等优点。目前所使用的三杯式风速计的测风元件——风杯，大多是凭经验和试验确定的，并没有完善的理论基础作指导，以至于没有明确风速计的线性度(即风速计的转速和实际风速的线性关系)都受风杯哪些参数的影响，具体影响的大小以及哪些参数是主要的影响因素。本论文通过优化风杯的几何形状、回转半径等参数，明确风速计的线性度以及其动态响应特性都受哪些参数的影响，以便设计出线性度更好的风杯结构；同时改善风速计的动力学特性，以便能比较准确地测量风速，并为三杯式风速计的实际应用与使用维护提供理论依据。本文利用流场仿真软件ADINA,对风杯在大气中的运动进行仿真，通过改变风杯结构参数，如回转半径和杯口直径，模拟出不同结构参数的风杯在大气中的运动特性，并据此结果分析结构参数对风杯动静态特性的影响。长春气象仪器研究所希望改变现有的EC9-1风速计杯套的材料和尺寸，以降低其生产成本，其主要目的是改善风速计的动静态特性。而风速计的动静态特性与风速计转动体的转动惯量有关，为此本文利用三线扭摆法测量了风杯的转动惯量，以验证利用Pro/E软件求得的转动惯量，为分析风杯的动静态特性提供依据；同时改变风杯结构参数，通过风洞实验求得不同转动惯量下的风速计动静态特性，并对仿真结果进行验证。