基于CFX数值模拟的XBT内部传感器布置研究

发布时间：2021-08-23 09:06

　　XBT是可投弃式温深剖面测量仪的简称,用以测量海水不同深度的温度。为了研究XBT探头内部光纤传感器的合理布放位置,以尽可能减小温度与压力测量的误差,针对探头在水中的主要运动状态,运用CFX软件做瞬态温度响应模拟,包括阶跃温度响应和线性温度响应;然后对不同运动速度的XBT探头做稳态数值模拟,着重分析了其导流腔内水流速度与压力分布。模拟结果表明,线性响应引起的温度测量误差要小于阶跃响应,温度传感器宜放在导流腔中靠前的位置,同时导流腔后端存在水流静压为0的位置,适合压力传感器的布放。本文针对光纤XBT探头所做的流体仿真,为内部温度、压力传感器的布置提供了理论指导,对于同类传感器的设计也具有一定的参考价值。 

【文章来源】：海洋技术学报. 2020,39(02)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

XBT探头的主视图及俯视图

本文采用了数值模拟的方法，对XBT探头进行了研究，其剖面形状如图2所示，关键参数在表1中给出。在本研究中，海水可认为是粘性不可压缩的流体，探头在水中受流体控制方程的制约，如连续性方程、N-S方程，同时为使方程封闭可解，需引入湍流模型。另外，若涉及热交换，还要考虑能量守恒方程。1.1 控制方程

采用Solidworks软件建立分析模型，如图3所示，计算域形状为一个大圆柱，长度为XBT长度的10倍，直径取为测量仪最大截面直径的10倍，以保证探头周围的流场充分发展。然后，将模型导入网格划分软件Mesh，进行非结构化网格划分，共划分2 802 056个网格单元，如图4所示。图4 计算域网格划分示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]XBT探头外形数值模拟及实验研究[J]. 徐金随,程浩,相冰,张同喜.  海洋技术学报. 2017(02)
[2]国产XBT海上测试及实际使用效果分析[J]. 张平,唐锁夫,屈科,张强.  声学技术. 2012(06)
[3]基于CFD的投弃式温深计探头流场分析[J]. 刘孟德,陈维山,刘杰.  山东科学. 2012(05)

硕士论文
[1]1871-2010年南海及毗邻的西北太平洋海温的时空变化分异[D]. 袁琳.上海师范大学 2017
[2]155mm速射舰炮身管热响应分析及主动冷却系统设计[D]. 王晓辉.南京理工大学 2012



本文编号：3357580