【摘要】：在各類氣象要素中,風(fēng)是當(dāng)前大氣探測中非常重要的氣象要素。本文主要圍繞空中風(fēng)探測方法及空中原位測風(fēng)平臺與各類測風(fēng)傳感器進(jìn)行研究分析,提出通過多旋翼無人機(jī)平臺搭載測風(fēng)傳感器進(jìn)行測風(fēng)的方法的優(yōu)勢及發(fā)展前景,并通過數(shù)值分析軟件及試驗(yàn)對該方法測風(fēng)時無人機(jī)的自身擾流場進(jìn)行系統(tǒng)分析,以期望對提高該方法的實(shí)際探測精度提供技術(shù)參考。論文的主要工作主要包括以下幾個方面:(1)研究分析了現(xiàn)有空中風(fēng)的探測方法,著重對空中原位測風(fēng)方法進(jìn)行研究,對比分析了各類原位測風(fēng)傳感器的優(yōu)缺點(diǎn),指出了多旋翼無人機(jī)平臺搭載測風(fēng)傳感器進(jìn)行空中風(fēng)探測的優(yōu)勢及其發(fā)展前景。(2)針對多旋翼無人機(jī)平臺搭載測風(fēng)傳感器進(jìn)行空中風(fēng)探測時,尚無平臺自身擾流場與測風(fēng)傳感器精度要求的相關(guān)匹配應(yīng)用原則問題,提出采用計算流體動力學(xué)分析(Computational Fluid Dynamics,CFD)軟件對多旋翼無人機(jī)在空中懸停飛行狀態(tài)下的氣流場開展仿真試驗(yàn)。(3)通過工程制圖軟件對不同類型的無人機(jī)進(jìn)行建模,為CFD仿真提供物理模型基礎(chǔ);通過CFD仿真,對比分析多旋翼無人機(jī)周圍的流場特點(diǎn)與旋翼轉(zhuǎn)速、旋翼間距比、旋翼尺寸、旋翼結(jié)構(gòu)及旋翼數(shù)量5個參數(shù)的關(guān)系;基于多旋翼無人機(jī)的旋翼拉力、功率、力效等參數(shù)與載重量等指標(biāo)的相關(guān)性經(jīng)驗(yàn)規(guī)律,在測風(fēng)傳感器不受擾動氣流影響的條件下,通過仿真與實(shí)際對比試驗(yàn),得出了該方法實(shí)施空中定點(diǎn)測風(fēng)時多旋翼無人機(jī)平臺的設(shè)計原則及測風(fēng)傳感器的安裝部署原則,對推進(jìn)多旋翼無人機(jī)搭載測風(fēng)傳感器實(shí)施空中定點(diǎn)原位測風(fēng)的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P412.2;V279

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