剪切流傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化與性能測(cè)試.pdf

1、海洋湍流觀測(cè)對(duì)于掌握海洋的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀運(yùn)動(dòng)是必不可少的過(guò)程，所以專門針對(duì)湍流測(cè)量設(shè)計(jì)的剪切流傳感器是測(cè)量湍流最有效的手段。湍流運(yùn)動(dòng)可看成大尺度的渦破碎后形成小尺度渦，小尺度的渦破碎后形成更小尺度的渦。大尺度渦不斷地從主流獲得能量，通過(guò)渦間的相互作用，能量逐漸向小尺度的渦傳遞，然后逐漸耗散，而動(dòng)能耗散率成為湍流耗散的重要指標(biāo)。
　　 根據(jù)湍流的特性設(shè)計(jì)了剪切流傳感器，主要作用是通過(guò)測(cè)量海水剪切流速計(jì)算出動(dòng)能耗散率。本文基于剪切流

2、傳感器的工作原理對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化以提高信號(hào)電壓和擴(kuò)大測(cè)量頻率范圍。首先基于壓電理論通過(guò)壓電耦合仿真獲得壓電片長(zhǎng)度、寬度、厚度分別與壓電電壓和共振頻率之間的關(guān)系，從而獲得壓電片合理的基本尺寸；然后基于懸臂梁主要用于放大信號(hào)提高分辨率，分析了其長(zhǎng)度對(duì)信號(hào)值的影響；設(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu)以及連接方式，并對(duì)其對(duì)共振頻率的影響進(jìn)行計(jì)算，得出密封結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響程度；通過(guò)流體分析，對(duì)傳感器探針形狀進(jìn)行分析，確定探針的最優(yōu)形狀；最后對(duì)傳感器整體性能進(jìn)行流固耦合